ما الحجم الذي يشغله الغاز في البالون الموجود عن اليسار

ما الحجم الذي يشغله الغاز في البالون الموجود عن اليسار ؟، سؤال مهم في مادة الفيزياء، حيث تعد الغازات عبارة عن جزيئات صغيرة لا متناهية العدد، وتشغل هذه الجزيئات حيز معين حسب المكان الموجودة فيه، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الغازات، كما وسنوضح ما هي الأحجام التي تشغلها الغازات.

ما هي الغازات

الغاز (بالإنجليزية: Gas)، هو أحد الحالات الأساسية الأربع للمادة، حيث يتكون الغاز النقي من ذرات فردية، أو جزيئات صغيرة لا متناهية العدد مصنوعة من نوع واحد من الذرات تتحرك بشكل عشوائي في جميع الإتجاهات، وتتصادم مع بعضها البعض ومع جدران الوعاء أو النظام الذي يحتويها، وفي الواقع إن للغازات خصائص مختلفة تماماً عن الحالة السائلة والصلبة للمادة، وعلى سبيل المثال ليس للغازات أي حجم أو شكل محدد، في حين أن المواد الصلبة العادية لها حجم محدد وشكل محدد، كما وإن السوائل لها حجم محدد، حيث تتشكل الغازات وتأخذ حجم الوعاء أو النظام الموجودة فيه.

في الواقع إن الجسيمات الصغيرة التي يتكون منها الغاز لها طاقة حركية، ولا يتم فقدان هذه الطاقة الحركية في النظام، ولكن تنتقل الطاقة بين أجزاء النظام، كما وتتأثر الطاقة الحركية للجسيمات الصغيرة بالحرارة، وعلى سبيل المثال عندما يتم تسخين عينة من المادة في الحالة الغازية، تكتسب الذرات أو الجزيئات طاقة حركية وتتحرك بسرعة أكبر، أما عندما يتم تبريد عينة من المادة الغازية، ستفقد الذرات أو الجزيئات الطاقة الحركية وتتحرك ببطء أكثر.[1]

شاهد ايضاً: فسر سبب استخدام نظرية الحركة الجزئية لتفسير سلوك الغازات

ما الحجم الذي يشغله الغاز في البالون الموجود عن اليسار

إن الحجم الذي يشغله الغاز في البالون الموجود في المثال عند درجة حرارة 250 كلفن هو 3.1 لتر، وذلك إعتماداً على قانون حجم الغازات، حيث كان السؤال في الكتاب ينص على أن حجم الغاز في البالون كان حوالي 4.3 لتر وذلك عند درجة حرارة 350 كلفن، والمطلوب هو حساب حجم الغاز في البالون عن درجة حرارة 250 كلفن، وعند التعويض في قانون حجم الغازات مقارنة بدرجات الحرارة سينتج ما يلي:[2]

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
(حجم الغاز 1 ÷ درجة حرارة الغاز 1) = (حجم الغاز 1 ÷ درجة حرارة الغاز 1)

حيث أن:

• V1: هو حجم الغاز الأولي عند درجة حرارة T1، ويقاس بوحدة اللتر.
• V2: هو حجم الغاز النهائي عند درجة حرارة T2، ويقاس بوحدة اللتر.
• T1: هي درجة حرارة الغاز عند حجم V1، وتقاس بوحدة الكلفن.
• T2: هي درجة حرارة الغاز عند حجم V2، وتقاس بوحدة الكلفن.

وعند تعويض الأرقام في المثال أعلاه في القانون سينتج ما يلي:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
نجعل V2 موضوع للقانون لينتج ما يلي:
V2 = (V1×T2) ÷ T1
وبما أن الحجم الأولي للغاز هو 4.3 لتر عند درجة حرارة 350 كلفن، وإن درجة الحرارة النهائية هي 250 كلفن سينتج ما يلي:
V2 = (4.3×250) ÷ 350
V2 = 3.1 L

شاهد ايضاً: لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة

أمثلة على طريقة حساب حجم الغازات

هناك العديد من الأمثلة التي توضح كيفية حساب حجم أو درجة حرارة الغازات المختلفة، وفي ما يلي بعض الأمثلة العملية على طريقة تطبيق قانون حجم الغازات:

• المثال الأول: إذا كان حجم الغاز الأولي هو 4.5 لتر عند درجة حرارة 330 كلفن، فكم هو حجم الغاز النهائي عند درجة حرارة 400 كلفن.
  طريقة الحل:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
نجعل V2 موضوع للقانون لينتج ما يلي:
V2 = (V1×T2) ÷ T1
وبما أن الحجم الأولي للغاز هو 4.5 لتر عند درجة حرارة 330 كلفن، وإن درجة الحرارة النهائية هي 400 كلفن سينتج ما يلي:
V2 = (4.5×400) ÷ 330
V2 = 5.45 L

• المثال الثاني: إذا كان حجم الغاز الأولي هو 2.25 لتر وكان حجم الغاز النهائي هو 1.5 لتر عند درجة حرارة 270 كلفن فكم هي درجة الحرارة الأولية عندما كان حجم الغاز هو 2.25 لتر.
  طريقة الحل:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
نجعل T1 موضوع للقانون لينتج ما يلي:
(T1 = (V1×T2) ÷ V2
وبما أن الحجم الأولي للغاز هو 2.25 لتر، وإن الحجم النهائي للغاز هو 1.5 لتر عند درجة الحرارة النهائية هي 270 كلفن سينتج ما يلي:
(T1 = (2.25×270) ÷ 1.5
T1 = 405 K

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا ما الحجم الذي يشغله الغاز في البالون الموجود عن اليسار ، كما ووضحنا ما هي الغازات، وذكرنا بالخطوات التفصيلية طريقة إستخدام قانون حجم الغازات عند ثبوت الضغط.