تتناول هذه المقالة خصائص الغاز المثالية. المصطلح المثالي يعني شيئًا مثاليًا من جميع الجوانب. على الرغم من أنه لا يوجد شيء مثالي في هذا العالم. سواء أكان ذلك بشرًا أو حيوانات أو أي جزء آخر من الطبيعة ، فلا شيء مثالي. هذا هو أسلوب الحياة ، مع الشر فقط يمكننا أن نرى الخير. دعونا نقصر مناقشتنا على الغازات. في الحالات الفعلية لا توجد سوى غازات حقيقية. هناك بعض الغازات التي تكاد تكون مثالية. في هذه المقالة سوف ندرس خصائص الغاز المثالي ثم ندرس المزيد عن الغازات الحقيقية التي تكاد تكون مثالية. خصائص الغاز المثالية للهواء خصائص غاز الميثان المثالية خصائص الغاز المثالية لثاني أكسيد الكربون خصائص الغاز المثالية للهيليوم خصائص الغاز المثالية للنيتروجين خصائص الغاز المثالية للأرجون خصائص الغاز المثالية للبروبان خصائص الغاز المثالية للأكسجين ما هو الغاز المثالي؟ An المثالي يُعرَّف الغاز بأنه الغاز النظري الذي ليس له تفاعلات بين الجسيمات ولكنه يتكون من العديد من الجسيمات النقطية التي تتحرك عشوائيًا أو تتبع الحركة البراونية. في الواقع ، لا توجد الغازات المثالية ولا توجد سوى الغازات الحقيقية. تتبع الغازات المثالية بعض القوانين التي تعتبر خصائص أساسية للغاز المثالي.
قوة الجاذبية لا يوجد أي قوى جاذبية بين جزيئات الغازات المثالي يوجد قوى جاذبية ضعيفة بين جزئيات الغازات الحقيقة، وبالتالي فهي أخف في الكثافة من الغازات المثالية. ضغط الغازات ضغط الغازات في الغاز المثالي يكون كبير ضغط الغازات في الغاز الحقيقي ضعيف مقارنة بالغاز المثالي؛ نظرا لافتقار الغازات المثالية إلى الترابط بين جزيئتها. حجم جزيئات الغازات حجم الجزيئات صغير حجم الجزيئات كبير الاصطدامات بين جزيئات الغاز لا يحدث اصطدام بين جزيئات الغاز في الغاز المثالي الاصطدامات في الغاز الحقيقي غير مرنه ماهية الغازات الغاز المثالي غاز افتراضي، ليس له وجود في الواقع، ولا يتفاعل مع غيره من الغازات الغاز الحقيقي يتفاعل مع الغازات الأخرى خصائص الغازات المثالية يوجد عدد من الخصائص التي تميز الغازات المثالية عن غيرها، نذكر تلك الخصائص في النقاط التالية: اعتماد معامل التمدد الحراري a على درجة حرارة الغازات، في حين أنه لا يعتمد على الطبيعة. اعتماد معامل الانضغاطية b بالمثل على الضغط ويكون هذا المعامل فقط لجميع الغازات. إذا كان الجزئ في الغازات المثالية يمر عبر سدادة مسامية من ضغط أعلى إلى ضغط أقل داخل الحاوية المعزولة، فلن يكن هناك تغيير في درجات الحرارة المحددة، وذلك بسبب انعدام قوى الجاذبية بين جزيئات الغازات المثالية.
ذات صلة ما هي خصائص الغازات خصائص الغاز ما هي خصائص الغازات؟ تعد الغازات (بالإنجليزية: gases) من حالات المادة متغيرة الشكل والحجم، كما أن لديها قابلية للتمدد، والانتشار، والضغط، وتمتلك عدد من الخصائص التي تميزها عن غيرها من حالات المادة. [١] الكثافة القليلة يتميز الغاز بكثافته القليلة مقارنة بغيره من حالات المادة، وذلك بسبب تباعد جزيئاته المفعمة بالطاقة الحركية عن بعضها بعضًا؛ نتيجة انعدام قوة الارتباط بينها. [٢] تسهم الكثافة القليلة بجعل الغاز أكثر سيولة، إذ تتحرك جزيئاته بسرعة عالية جدًا، مما يؤدي إلى تصادمها ببعضها بعضًا مسببةً انتشار جزيئات الغاز في الأسطوانة المملوءة به بالتساوي حسب مساحتها. [٢] القابلية للانضغاط يتميز الغاز بوجود مساحة كبيرة جدًا بين جزيئاته، لذا يؤدي التأثير على الغاز بقوة ضغط معينة إلى اقتراب تلك الجزيئات من بعضها بعضًا، وبالتالي تقلص حجمه عما كان عليه. [٣] يتناسب حجم الغاز عكسيًا مع الضغط المؤثر، فكلما ازداد الضغط على الغاز قل حجمه، فمثلًا؛ عند زيادة الضغط من 1 (atmosphere) إلى 2 (atmosphere) فإن حجم الغاز سيقل إلى النصف. [٣] الانتشار والضغط يتميز الغاز بخاصية الانتشار حيث يسمح لجزيئاته بالانتشار داخل أي وعاء موضوع به، دون أهمية لشكل الوعاء وحجمه، وذلك بسبب ضعف قوى الترابط بين جزيئاته، ووجود المساحة الكبيرة بينها، إذ يمكن أن تختلط جزيئات نوعان من الغاز بكل سهولة، وبسرعة عالية، لتشكل خليط متجانس.
غاز بوز الكم المثالي - يخضع هذا النوع من الغاز لإحصائيات بوز-آينشتاين وسيكون توزيع طاقة هذه البوزونات في شكل توزيع بوز-آينشتاين. الكم المثالي لغاز فيرمي - يخضع هذا النوع من الغاز لإحصائيات فيرمي ديراك وسيكون توزيع طاقة هذه الفرميونات في شكل توزيع فيرمي ديراك. خصائص الغاز المثالية للهواء يوضح الجدول أدناه خصائص الغاز المثالية للهواء. الهواء عبارة عن مزيج من العديد من الغازات ولكنه يتبع بعض خصائص الغاز المثالي. يتصرف الغاز كغاز مثالي عندما تكون درجة الحرارة عالية والضغط منخفضًا. يتصرف الهواء في ظل هذه الظروف مثل الغاز المثالي. يوضح الجدول أدناه خصائص الهواء الكتلة المولية: 28. 97 ثابت الغاز - 0. 287 سيب- 1. 005 السيرة الذاتية- 0. 718 خصائص غاز الميثان المثالية الميثان مركب كربون يتكون من ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين مرتبطة به. يتم إعطاء خصائص الميثان في القسم الوارد أدناه يتصرف الغاز كغاز مثالي عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة والضغط منخفضًا. الميثان في ظل هذه الظروف يتصرف مثل الغاز المثالي. الكثافة- 0. 657 كجم / م 3 نقطة الانصهار: -183 درجة مئوية نقطة الغليان- -162 درجة مئوية درجة الحرارة الحرجة: 190.
من خصائص الغازات ، تحتوي الطبيعة على ثلاثة أنواع من المادة، وهم الصلبة والسائلة والغازية، وتمتلك كلا من هذه الحالات عدد من الخصائص التي تختلف من بعضها البعض، وتتحول تلك المواد من حالة إلى حالة أخرى عند تعرضها لعدد من الظروف المعينة كتحويل المادة الصلبة إلى سائلة في حالة تعرضها لدرجة حرارة عالية وهذا ما يسمى الانصهار، أو حدوث العكس في حالة التعرض لدرجات عالية من التجمد، كما يمكن تحول المادة السائلة إلى غازية في حالة تعرضها إلى درجات حرارة عالية، ومن خلال موقع مخزن سوف نتناول خصائص الغازات. من خصائص الغازات تتوفر الغازات في الطبيعة بشكل كبير، حيث تتمثل أهم هذه الغازات في غاز الأكسجين الذي يستخدمه الإنسان في عملية التنفس ولا يمكن العيش بدونه، وغاز ثاني أكسيد الكربون التي تحي به النباتات، وتختلف خصائص الغازات فيما بين أنواعها، ولكن يوجد عدد من الخصائص المشتركة بين أنواع الغاز، نذكر تلك الخصائص في النقاط التالية: الكثافة المنخفضة: تعد الحالة الغازية أقل كثافة مقارنة مع الحالات الأخرى للمادة مثل الحالة السائلة والصلبة، حيت تتميز بالكثافة المنخفضة، وذلك بسبب صغر حجم الجزيئات وطول المسافة الكبير بين كلا من جزيئات المادة، ومن ثم يوجد العديد من الفراغات التي تتسبب في قلة كثافة وزن الغاز.
حجم جزيئات الغاز: يمكن أن يكون الاختلاف أكثر وضوحًا أيضًا عندما تكون جزيئات الغاز أكبر ، وعندما تستخلص جزيئات الغاز قوى جذب قوية. جزيئات الغاز أحادي الذرة أقرب بكثير إلى الغازات المثالية من الجزيئات الأخرى ، لأن جزيئاتها صغيرة جدًا. الاصطدامات بين الجزيئات: تكون مرنة في الغاز المثالي ، وغير مرنة في الغاز الحقيقي. الغاز المثالي ، هو غاز افتراضي وليس له وجود في البيئة على عكس الغاز الحقيقي. الغاز الحقيقي يتفاعل مع الغازات الأخرى ، بينما الغاز المثالي لا يتفاعل. بسبب الاختلافات بين الغازات المثالية والحقيقية ، أنشأ فان دير فال معادلة للربط بين الاثنين. ولذلك كثر التساؤل عن متى يسلك الغاز الحقيقي سلوك الغاز المثالي. [2] الخصائص الفيزيائية للغازات المثالية لا يمكن حدوث تسييل الغاز المثالي بسبب عدم وجود جاذبية للجزئ الغازي بين باقي الجزيئات. معامل التمدد الحراري (ɑ) يعتمد على درجة حرارة الغازات ولا يعتمد على الطبيعة. يعتمد معامل الانضغاطية (β) بالمثل على الضغط و، سيكون هو نفسه لجميع الغازات. عندما يتم رسم الضغط مقابل الحجم عند درجة حرارة ثابتة ، يتم الحصول على منحنى القطع الزائد المستطيل. عندما يتم رسم PV مقابل الضغط عند درجة حرارة ثابتة ، يتم الحصول على مؤامرة موازية لخط مستقيم.
والذي معادلته: (P1\T1= P2\T1) P1 هي ضغط الغاز عند درجة الحرارة الأولى. P2 هي ضغط الغاز عند درجة الحرارة الثانية. يمكن جمع القوانين الثلاثة السابقة بعلاقةٍ واحدة وهي: (V1×P1\T1= V2×P2\T2) • قانون الغاز المثالي (PV=n×R×T) P: الضغط، بوحدة ضغط جوي. V: حجم الغاز، بوحدة لتر. n: عدد المولات في الغاز R: ثابت الغاز العام، وهو: 0. 0821 لتر×ضغط جوي / مول×كلفن. T: درجة حرارة الغاز بالكلفن. • قانون أفوجادرو: "تحتوي أحجام متساوية من غازات مختلفة عند نفس درجة الحرارة والضغط على عددٍ متساوٍ من الجزيئات"، والذي معادلته: ( V\n=R) V: هي حجم الغاز. n: عدد مولات الغاز. R: ثابت الغاز. تستخدم هذه القوانين في علم الديناميكا الحراريّة؛ لإيجاد الحسابات للعديد من التطبيقات في حياتنا اليوميّة. إعداد: أ. أسماء حربي. تدقيق: زكرياء لوطفي. #فيزيائي #الفيزياء_للجميع