شرح قانون بويل-شارل-جاي لوساك-الموحد للغازات(((للصف 12))

المادة في الحالة الغازية تكون على ما يلي :


أ‌- عنصراً منفرداً مثل معظم اللا فلزات كالنيتروجين والأكسجين والهيدروجين وبعض الهالوجينات مثل

ب‌- الكلور والفلور وكبعض الغازات النبيلة مثل الهيليوم ..

ب – مركباً من عنصرين أو أكثر مثل معظم مركبات اللا فلزات مع بعضها كثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد

أو ثالث أكسيد الكبريت وثاني أكسيد النيتروجين وغيرها بالإضافة إلى بعض المركبات الهيدروكربونية الغازية

مثل غاز الميثان والإيثان ...


"*" ~ "*"... خـــواص الغــــازات ... "*" ~ "*"

تتصف جزيئات العناصر الغازية والمركبات الغازية بالصفات التالية :-

1 – تتحرك جزيئات العناصر والمركبات الغازية حركة عشوائية ، وتصطدم مع بعضها ، وقد تتبادل الطاقة فيها

بينها ..




2- تتواجد في مسافات كبيرة من بعضها البعض ..




3 – طاقتها الحركية كبيرة وكثافتها قليلة والتي تتناسب تناسب طردي مع ازدياد درجات الحرارة ..

4 – عامل انضغاطها كبير بالمقارنة بالحالتين السائلة والصلبة ..

وهذه الخاصية لها فوائد عديدة ومنها عند استعمال إطارات العربات التي تنتفخ بضغط الهواء من داخلها .. ويكون الهواء خليطاً

من غازات تسلك فيزيائيًا بنفس طريقة الأكسجين النقي أو النيتروجين النقي أو أي مادة غازية أخرى .. ويمكن

لحجم هواء مقداره مرتين أو ثلاثة مرات من حجم الإطار أن يدفع إلى داخله تحت ضغط .. وإذا ثقب الإطار فإن

الهواء الفائض سيدفع للخارج ويميز هذا السلوك جميع الغازات ..

5 – تتمتع بصفة التميع عند ارتفاع الضغط إلى مستويات عالية جداً وإن كان متفاوتاً تبعاً لنوع العنصر أو

المركب الغازي ..



ويمكن تقسيم العناصر الغازية والمركبات الغازية على أساس قوى التجاذب بين الجزيئات والحجم الذي يشغله

الغاز إلى نوعين :-


أ- الغازات المثالية ولها قوانين خاصة بها ..

ب - الغازات الحقيقية والتي لا تنطبق عليها قوانين الغازات المثالية ..

سلوك الغاز الحقيقي قد يقترب من سلوك الغاز المثالي عندما ينخفض الضغط إلى مقدار صغير جداً أو عندما

ترتفع درجة الحرارة بمقدار كبير أو بكليهما معاً ..

وبالتالي يمكن دراسة سلوك أي غاز ووصفه عن طريق ثلاث متغيرات وهي الحجم ، درجة الحرارة ، الضغط ..

1 - الحجم ..

حجم أي مادة هو عبارة عن الحيز الذي تشغله تلك المادة ... فبالنسبة للغازات يكون حجم الغاز هو نفسه مثل

حجم الوعاء الموجود فيه ..


2- درجة الحرارة ..




التدريج العالمي لقياس درجة الحرارة هو تدريج مطلق بمعنى أنه يبدأ من الصفر المطلق ..

أن الصفر المطلق هو أدنى مدى لدرجة الحرارة ويُسمى هذا التدريج بتدريج كالفن وتستعمل تدريجات أخرى

لدرجات الحرارة مثل التدريج السيليزيوس أو السنتيجرادي وكذلك التدريج الفهرنهيتي ..




3- الضغط ..

يتغير الضغط الجوي تبعًا للارتفاع عن مستوى سطح البحر .. ويُعرّف الضغط الجوي القياسي بأنه الضغط الذي

يحمل عموداً من زئبق ارتفاعه 760 ملم عند صفر درجة مئوية عند مستوى سطح البحر ..



:: كيفية قياس ضغط الغاز ::

يمكن استخدام جهاز المانومتر لقياس ضغوط الغازات شرط أن لا يتعدى واحداً من الضغط الجوي ..



.. جهاز المانومتر ..


يتكون المانومتر من أنبوب على شكل حرف U يتصل أحد طرفيه بالإناء المراد قياس ضغط الغاز به بينما يتصل

الطرف الأخر بالجو .. ويوضع زئبق داخل الأنبوب لكي يملأ نصف ارتفاع كل من الطرفين ويقاس ضغط الغاز

داخل الإناء بالفرق بين ارتفاع الزئبق في طرفي الأنبوب مضافاً إليه الضغط الجوي ..

واستعمال المانومتر يكون للضغوط الصغيرة نسبيًا أما في الضغوط العالية فيمكن قياسها بصفيحة رقيقة من معدن

يتمدد تحت ضغط الغاز وهذا التمدد يحرك مؤشر يتحرك على لوحة ذات تدريج تمت معايرته لقياس الضغوط العالية ..



قـــوانين الغـــازات



!!*!!...قـــــــانون بـــويل(Boyle’sLaw)...!!*!!إن اكتشاف ضغط الجو الذي يمكن قياسه بمصطلحات ارتفاع عمود من سائل أدى مباشرة للدراسة الدقيقة

للتغيرات في حجم عينة من غاز نتيجة لتغيرات في الضغط .. فعند درجة حرارة ثابتة كلما زاد الضغط على عينة

من غاز كلما قل الحجم .. ولأن كل الغازات تتبع هذا الطريق سُمي هذا السلوك بقانون الطبيعة ..

وقد عُرض أولاً في عام 1660 م بواسطة روبرت بويل Robert Boyle


وقد عُرف بقانون بويل " Boyle’s Law "

ينص قانون بويل على :

أن حجم كمية معينة من غاز يتناسب عكسيًا مع الضغط ، إذا بقيت درجة الحرارة ثابتة ..















!!*!!...قانون شارل(CharlesLaw)...!!*!!


إذا وضعنا كمية من غاز في إناء وجعلنا ضغط الغاز ثابتاً فإننا نجد أن حجم الغاز يتغير بتغير درجة حرارته ..

قانون شارل " Charles Law "

عند ضغط ثابت فإن الحجم المشغول بواسطة كتلة ثابتة من غاز يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة ..



::علاقةالضغط بدرجةالحرارة::



!!*!!...قانون جايلوساك...!!*!!


عند ثبات كمية من غاز فإن ضغطه يتناسب طردياً مع درجة حرارته المطلقة ..



ونلمس هذه العلاقة في الحياة اليومية فإطار السيارة يزداد ضغط الهواء فيه بعد رحلة طويلة وفي يوم حار لأن

حركة الإطار من شأنها أن تزيد من حرارة الهواء داخله وهذا يزيد من ضغطه ...

إن العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة عند حجم ثابت لم ترجع بطريقة شائعة لأسم مكتشفها لأنها عرفت

تدريجيًا بعدة مكتشفين .. وقد اكتشف هذه العلاقة كثير من العلماء من أهمهم جاي لوساك " Gay Lussac "

وجويلوم امونتون " Guilaume Amonton " اللذان صمما مقياس الحرارة الغازي على هذا الأساس عام

1703 م .. لذلك فإن ضغط كتلة معينة من غاز تتناسب طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة إذا لم يتغير الحجم ..