قوانين الغازات

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٨:٥٠ ، ٢٨ مارس ٢٠١٩
قوانين الغازات

الغازات

توجدُ المواد على سطح الأرض في درجة الحرارة العادية 25°م وضغط جوي عادي أي 1 ضغط جوي في ثلاث حالاتٍ أو أشكالٍ هي: الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية؛ فالغازات جزءٌ من النظام الكوني، وتتمتع بعددٍ من الخصائص التي تميزها عن الحالتين الصلبة والسائلة ومنها أنها قابلة للانتشار وتأخذ حجم وشكل الوعاء الذي توضع فيه، وغالبيتها ذات لونٍ شفافٍ، وذات حركةٍ عشوائيةٍ في جميع الاتجاهات، وتختلط مع بعضها البعض بنسبٍ مختلفةٍ، وقوى التجاذب بينها ضعيفة جدًا، ونظرًا لذلك شغلت تفكير العديد من العلماء منذ القرون الماضية، حيث انكبوا على دراسة خواصها ووضعوا لها القوانين المعروفة باسم قوانين الغازات.

قوانين الغازات

قوانين الغازات هي مجموعة من القوانين الفيزيائية المُصاغة بطريقةٍ رياضيةٍ وضعها عددٌ من العلماء بعد أن لاحظوا خواص الغازات وسلوكها وكيفية تفاعلها في ظل ظروفٍ مختلفةٍ من الضغط ( P= ضغط الغاز مقاسًا بالباسكال أو ملم زئبق أو بالبار) والحجم ( V= حجم الغاز مقاسًا باللتر أو ديسيليتر أو متر مكعب) ودرجة الحرارة ( T= درجة الحرارة مقاسةً بالكلفن والكلفن هي الدرجة المئوية + 273)، وذلك بعد إجراء العديد من التجارب العلمية للتأكد من صحة ما توصلوا له من استنتاجات قبل الإعلان عن تلك القوانين التي ما زالت تُطبق في مجالات الفيزياء والكيمياء وغيرها، وتشمل القوانين الآتية:

قانون بويل

قام العالم الإيرلندي روبرت بويل سنة 1662 بدراسة الغازات وخواصها واستطاع وضع النص الآتي: أن حجم غازٍ معينٍ يتغير بشكلٍ عكسيٍّ مع الضغط الواقع على ذلك الحجم في حال كانت درجة الحرارة ثابتة، ثم استطاع صياغة هذا النص بالصورة الرياضية الآتية ليكون القانون الأول في الغازات:

P2V2= P1V1

بحيث إن:

P1، V1 يمثلان حجم الغاز الأول عند الضغط الأول.

P2، V2 يمثلان حجم الغاز الثاني عند الضغط الثاني.

قانون شارل

استطاع العالم الفرنسي جاك شارل أن يستنتج العلاقة ما بين تغير حجم الغاز؛ نتيجة اختلاف درجة الحرارة في حال ثبات الضغط ووجد أنها علاقةٌ طرديةٌ أي أنّ: حجم كتلةٍ من الغاز تحت تأثير ضغطٍ ثابتٍ تتغير طرديًّا مع درجة الحرارة، ويثمثّل النص بالقانون الآتي:

V1/ T1= V2/T2 بحيث أن:

V1، T1 تمثلان الحجم الأول عند درجة الحرارة الأولى.

V2، T2 تمثلان الحجم الثاني عند درجة الحرارة الثانية.

قانون جاي لوساك

استطاع العالم الفرنسي جوزيف جاي لوساك استنتاج العلاقة ما بين ضغط الغاز ودرجة الحرارة في حال ثبوت حجمه من خلال النص الآتي: عند ثبات حجم الغاز فإن ضغطه يتغير تغيرًا طرديًّا مع درجة الحرارة في وعاءٍ مغلقٍ، وعبر عن ذلك بالقانون الآتي:

P1/ T1= P2/ T2 بحيث أنّ:

P1، T1 يمثلان ضغط الغاز الأول عند درجة الحرارة الأولى.

P2، T2 يمثلان ضغط الغاز الثاني عند درجة الحرارة الثانية.

القانون العام للغازات

القانون العام للغازات ويُعرف بالقانون المُجمِّع لأنه يجمع قوانين الغازات الثلاثة في قانونٍ واحدٍ ويستخدم في حل المسائل الفيزيائية المتعلقة بالقوانين السابقة كافة من خلال تطبيق القانون الآتي:

P1V1/ T1= P2V2/ T2