قبل البحث عن معنى عبارة "قانون الغاز" ، من الضروري معرفة ماهية الغاز. الغازات هي مواد تتحرك جزيئاتها بشكل عشوائي في الفضاء. تتميز هذه المواد بتفاعلات ضعيفة جدًا بين الجزيئات وبين الذرية وبين الأيونات. تسمى الحالة الغازية أيضًا بالغاز ، أي واحد من أربع ، بالإضافة إلى الحالة السائلة والصلبة والبلازما للحالات الكلية للمادة. الغازات لها قوانينها الخاصة. ما هو قانون الغاز؟
التعريف
من وجهة نظر مادية ، قوانين الغاز هي قوانين تشرح العمليات المتماثلة التي تحدث في الغاز المثالي. هناك حقيقة مثيرة للاهتمام وهي أنه في الكيمياء توجد أيضًا أنماط معينة لوصف مثل هذه المواد التي تتوافق مع قوانين الفيزياء. ومع ذلك ، فإن هذه القوانين تنطبق على الغازات الحقيقية. الآن من المفيد فهم ماهية الغاز المثالي والمعالجة المتساوية. لنبدأ
الغاز المثالي
الغاز المثالي هو نموذج رياضي للغاز الحقيقي ، والذي يفترض عدم وجود تفاعل بين جزيئات الغاز. من هذا الافتراضيترتب على ذلك أن الجسيمات تتلامس فقط مع الوعاء الذي توجد فيه المادة ، وكذلك أن كتلة جزيئات هذه المادة صغيرة جدًا بحيث يمكن استبعادها تمامًا من الاعتبار.
العمليات المتساوية
للإجابة على سؤال ما هي المعالجة المتساوية ، تحتاج إلى اللجوء إلى الديناميكا الحرارية (أحد فروع الفيزياء). لوصف حالة الغاز (الغاز المثالي) ، المعلمات الرئيسية هي الضغط ودرجة الحرارة والحجم.
إذن ، العمليات المتساوية هي عمليات تحدث في الغازات ، بشرط أن تظل إحدى هذه المعلمات الثلاث دون تغيير بمرور الوقت. في العمليات متساوي الحرارة ، لا تتغير درجة الحرارة ، ولا يتغير الضغط في العمليات متساوي الضغط ، ولا يتغير الحجم في العمليات المتساوية.
معادلة مندليف - كلابيرون
قبل مناقشة قوانين الغاز ، من الضروري معرفة ماهية معادلة مندليف وكلابيرون وكيف ترتبط هذه المعادلة بالغازات وقوانينها. لوصف اعتماد جميع المؤشرات نفسها على بعضها البعض - الضغط والحجم ودرجة الحرارة وثابت الغاز العام والحجم (الضرس) تمت إضافتها أيضًا.
المعادلة لها الشكل التالي: pV=RT.
R - ثابت غاز عام ، يمكنك حسابه بنفسك ، أو يمكنك استخدام القيمة المعروفة بالفعل - 8 ، 3144598 (48)J⁄(مول ∙ ك).
وبالتالي ، فإن الحجم المولي هو نسبة الحجم إلى كمية المادة (في المولات) ، وكمية المادة ، بدورها ، هي نسبة الكتلة إلى الكتلة المولية.
يمكن كتابة المعادلة على النحو التاليالطريقة: الكهروضوئية=(م / م)RT.
ما هي قوانين الغازات الموجودة في الفيزياء
كما ذكرنا سابقًا ، تعتبر العمليات المتماثلة في الفيزياء. توجد صيغ لاعتماد ثلاث كميات أساسية (الحجم ، الضغط ، درجة الحرارة) على بعضها البعض. قوانين الغازات في الفيزياء:
- قانون Boyle-Mariotte المطبق في حالة عملية متساوية الحرارة: يبقى ناتج الضغط وحجم الغاز دون تغيير بمرور الوقت. بناءً على معادلة مندليف-كلابيرون - pV=(m / M)RT=const ، ينص هذا القانون على أن نتيجة مضاعفة الضغط والحجم ستكون ثابتة ، بشرط أن تظل درجة حرارة الغاز وكتلته دون تغيير.
- قانون جاي لوساك ، الذي ينطبق على العمليات متساوي الضغط. في هذه الحالة ، تظل نسبة الحجم ودرجة الحرارة دون تغيير: V / T=const. يمكن صياغة قانون جاي لوساك على النحو التالي: إذا ظل ضغط الغاز وكتلته دون تغيير بمرور الوقت ، فإن حاصل قسمة الحجم مقسومًا على درجة الحرارة هو قيمة ثابتة.
- قانون تشارلز - للعمليات متساوي الصدور. نسبة الضغط ودرجة الحرارة لا تتغير: p / T=const. في هذه الحالة ، تكون نسبة ضغط الغاز ودرجة الحرارة ثابتة بينما يظل الضغط والكتلة دون تغيير.
قوانين الغاز: الكيمياء
من بين هذه القوانين:
- قانون أفوجادرو. تمت صياغته على النحو التالي: تحتوي أحجام متساوية من الغازات المختلفة على نفس عدد الجزيئات ، مع تساوي الأشياء الأخرى (الضغط ودرجة الحرارة). من هذا القانون يتبع -في ظل الظروف العادية (الظروف العادية هي ضغط 101.235 كيلوباسكال ودرجة حرارة 273 كلفن) ، وحجم أي غاز تشغله 1 مول هو 22.4 لتر.
- قانون دالتون: الأحجام التي تشغلها الغازات التي تتفاعل مع بعضها البعض والمنتجات التي يتم الحصول عليها أثناء التفاعل ، عند قسمة الأول على الثاني ، ينتج عنها أرقام صغيرة ، ولكن بالضبط عدد صحيح ، والتي تسمى المعاملات.
- قانون الضغوط الجزئية: من أجل تحديد ضغط خليط الغازات ، من الضروري إضافة الضغوط الناتجة عن غازات الخليط.
مجموعة متنوعة من القوانين التي تنطبق على الغازات
ربما يعتقد الكثير من الناس أن الغازات هي أبسط الحالات الكلية: كلا الجسيمين يتحركان بشكل عشوائي ، والمسافة القصوى بينهما (خاصة بالمقارنة مع المواد الصلبة) ، وكتلة هذه الجسيمات نفسها صغيرة. ومع ذلك ، فإن القوانين المطبقة لوصف حالات هذه المواد متنوعة للغاية. يستنتج مما قيل أعلاه أن الفيزياء لا تتعامل فقط مع دراسة مسألة قوانين الغاز. علاوة على ذلك ، لا يوجد واحد أو اثنان منهم في الفيزياء والكيمياء. من هذا يمكن للمرء أن يستنتج أن ما يبدو بسيطًا ليس دائمًا في الواقع.
