قوانين الغازات

قوانين الغازات
*تجربة لتوضيح الحركة البراونية فى الغازات
عند رصد حركة كمية من الدخان بواسطة مجهر
نلاحظ دقائق الكربون تتحرك هنا وهناك حركة عشوائية .
فى جميع الاتجاهات وتسمى هذة الحركة بالحركة البروانية .
التفسير: جزيئات الغاز تتحرك بسرعات مختلفة وفى جميع الجهات وبطريقة
عشوائية0 فتتصادم مع بعضها البعض ومع دقائق الكربون0 وعندما يكون عدد
التصادمات على أحد جانبى دقيقة الكربون أكبر من عدد التصادمات على الجانب الآخر فان دقيقة الكربون تتحرك فى أتجاه معين0
* تجربة لتوضيح المسافات الجزيئية للغازات
ننكس مخبأر مملؤ بغاز النشادر فوق اخر مملؤ بغاز كلوريد الهيدروجين .
المشاهدة:تتكون سحب بيضاء من كلوريد الامونيوم تنمو وتنتشرحتى
تملأ المخبارين
التفسير:جزيئات غاز كلوريد الهيدروجين تنتشر خلال جزيئات غاز النشادر .
مكونه كلوريد الامونيوم الذى تنتشر جزيئاته لتملأ المخبارين .
الاستنتاج : جزيئات الغاز بينها مسافات كبيرة نسبيا .
علل : قابلية الغاز للانضغاط ؟ نظرا لكبر المسافات البينية بين الجزيئات0
للغاز ثلاث متغيرات هى :-
درجة الحرارة (T) ,الحجم (V) ,الضغط (P)
ولدراسة العلاقة بين عاملين نثبت الثالث









- لدراسة العلاقة بين الحجم ,الضغط , نثبت درجة الحرارة ( قانون بويل ) .
- لدراسة العلاقة بين الحجم , درجة الحرارة , نثبت الضغط ( قانون شارل ) .
- لدراسة العلاقة بين الضغط , درجة الحرارة نثبت الحجم ( قانون الضغوط ) .


قانون بويل
يدرس العلاقة بين حجم كمية معينة من غاز و ضغطها عند ثبوت درجة الحرارة0
تجربة لتحقيق قانون بويل عمليا :-
وصف الجهاز :- كما بالرسم
خطوات التجربة:
نعين قيمة الضغط الجوى وقت إجراء التجربة بغتخدام بارومتر زئبقى0
نضبط القاعدة لتكون أفقبة ليصبح القائم رأسيا تماما0
نفتح الصنبور ليتساوى سطح الزئبق فى الانبوبتين .
نغلق الصنبور ( أ ) فيحبس كمية معينة من الهواء .
نقيس حجم كمية الهواء(VoL)1 وكذلك ضغطها(P1 ) ويساوى pa
نحرك الانبوبة(ب)لأعلى مسافة معينة ونقيس حجم الهواء المحبوس(VoL)2 وكذلك(P2) ويساوى pa + h ونكرر ذلك مرة اخرى ونعين p3 , (VoL)3
نحرك الأنبوبة( ب ) إلى أسفل بحيث يصبح سطح الزئبق فى الأنبوبة (ب) أقل منه فى الأنبوبة ( أ ) ونقيس حجم الهواء المحبوس4 (VoL ) وكذلك(P4 ) ويساوى pa – h
نكرر العمل السابق عدة مرات ونسجل النتائج فى جدول .
نرسم علاقة بيانية بين حجم الغاز (VoL) على المحور الرأسى ومقلوب الضغط 1/pعلى المحور الأفقى .













الحجم الأصلى 1(VOL) الحجم (VOL)1 > (VOL)2 الحجم (VOL)1 < (VOL)3
الضغط الأصلى Pa الضغط h + Pa) = P2 ) Pa < الضغط Pa - h) = P3 ) Pa >
بزيادة الضغط ينقص الحجم عندما ينقص الضغط يزداد الحجم

ونلاحظ ان هناك علاقة عكسية بين الحجم و الضغط




1/P
نلاحظ أن : العلاقة خط مستقيم يمر بنقطة الأصل .
نص قانون بويل :. يتناسب حجم كمية معينة من غاز تناسبا عكسيا مع ضغطها عند ثبوت درجة الحرارة.
صيغة أخرى لقانون بويل :◄عندثبوت درجة الحرارة يكون حاصل ضربpvoL لكمية معينة من غاز مقدار ثابت
وحدة الثابت= وحدة ضغط × وحدة حجم = نيوتن/m^2 × م3 = نيوتن × م = جول
علل : يتغير ضغط الغاز عندما يتغير الحجم ؟
لتغير معدل تصادمات جزئيات الغاز مع الجدار . فعندما يزداد الحجم يزداد الحيز الذى تتحرك فية الجزئيات فيقل معدل التصادمات فينقص الضغط ويحدث العكس عندما يقل الحجم حيث يزداد الضغط .حيث تقل المسافات البينية بين الجزيئات فتزداد فرص تصادم الجزيئات مع بعضها ومع جدران الأناء فيزداد الضغط0
علل : تكون مساحة الجزء من الاطار الملامس للارض عند نهاية الرحلة أقل من مساحة الجزء من نفس الاطار الملامس للأرض عن بدايةالرحلة0 P∝1/V الضغط يتناسب عكسيا مع الحجم وحيث ان الضغط يزداد فى نهاية الرحلة لذلك فالحجم يقل فيقل مساحة جزء الأطار الملامس للأرض .
◄◄ عندما يفتح صنبور لأناء يحتوى على غاز ضغطه أكبر من الضغط الجوى فان:
الغاز يتمدد ، فيقل ضغطه ويصبح مساويا للضغط الجوى ، ويتسرب جزء منه والزائد عن حجم الأناء ، وتقل كتلة الغاز الذى كان موجود فى الأناء بمقدار ماتسرب منه0

قانون شارل
يدرس العلاقة بين حجم كمية معينة من غاز و درجة حرارتها عند ثبوت الضعط
◄ تجربة لآثبات أثر الحرارة فى حجم الغاز عند ثبوت ضغطه:
وصف الجهاز : كما بالرسم .
1- نملأأحد الأنتفاخين المتساويين بالأكسجين
والآخر بغازثانى أكسيد الكربون ونضعهما فى
الحوض ونحدد موضع شريط الزئبق فى الحالتين0
2- نضيف الماء الساخن فى الحوض نلاحظ تحرك
قطرة الزئبق فى الحالتين 0
3- نقيس المسافة التى تحركها شريط الزئبق فى الحاتين0
الملاحظة: المسافة التى تتحركها قطرة الزئبق متساوية فى الحالتين
الاستنتاج : الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير
متساوية اذا رفعت درجة حرارتها بمقدار واحد عند ثيوت الضغط .
أستنتاج الصيغة الرياضية لمعامل التمدد الحجمى :. ∝_v
من التجارب وجد أن *عند ثبوتt ∆فإن VOL)) ∆V∝
* عند ثبوت VOL فان t ∆ ∆V ∝
VOL)× ∆t ) ∆V∝
VOL)× ∆t )v ∆V=α
حيث (v α) مقدار ثابت يسمى معامل التمدد الحجمى لغاز تحت ضغط ثابت

معامل التمدد الحجمى لغاز تحت ضغط ثابت ×1/∆t = ∆V/V_(0L ) v ∝
Åمعامل التمدد الحجمى لغاز: هومقدارالزيادة فى وحدة الحجوم من الغازوهى فى درجة صفر سلزيوس اذا رفعت درجة حرارتها درجة واحده سليزيه مع بقاء ثبوت الضغط0








العلاقة بين حجم معين من الغاز ودرجة حرارته عند ثبوت ضغطه (قانون شارل)
تجربة لتعيين معامل التمدد الحجمى لغاز تحت ضغط ثابت
نكون الجهاز كما بالرسم
نملا الغلاف الخارجى بجليد مجروش آخذ فى الأنصهار
- وننتظر ثم نعين حجم الغاز فى درجة الصفر (VoL)oc0 .
- نفرغ الغلاف من الجليد , ثم نمرر بخار ماء من أعلى الى
أسفل وننتظرثم نعين (VoL )100c0
- نرسم علاقة بيانية بين الحجم ودرجة الحرارة 0
فنلاحظ أنها خط مستقيم ، واذا مددنا هذا الخط فانه يقطع المحور
الأفقى عند قيمة -273c0
- نعين معامل التمدد الحجمى للهواء
عند ثبوت الضغط بالتعويض فى العلاقة

ولقد وجد علميا :.أن معامل التمدد الحجمى للهواء ولجميع الغازات
لة نفس القيمة ويساوى لكل ارتفاع او انخفاض فى درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة .
Å قانون شارل: عند ثبوت الضغط يزداد حجم مقدار معين من غازبمقدار من حجمه الاصلى عند صفر سليزيوس لكل ارتفاع فى درجة الحرارة مقداره واحد كلفن 0أو عند ثبوت الضغط يتناسب حجم كمية معينه من غاز تناسبا طرديا مع درجة الحرارة على تدريج كلفن0
علل : الأنبوبة المستخدمة لتعيين معامل التحدد الحجمى منتظمة المقطع ؟
- كى يكون طول عمود الهواء المحبوس مقياسا لحجمة .
علل : عند تعيين معامل التمدد الحجمى لغاز يفضل استخدام قطرة من حمض الكبرتيك المركزبدلا من الزئبق . - لامتصاص بخار الماء وتجفيف الهواء الموجود بالانبوبة .