المتغير الذي يبقى ثابتًا عند استخدام القانون العام للغازات هو

المتغير الذي يظل ثابتًا عند استخدام القانون العام للغازات هو؟ حيث يُستخدم القانون العام للغازات لدراسة وشرح حركة الغازات الطبيعية ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن القانون العام للغازات المثالية ، وسنشرح ما هو ثابت في هذا القانون.

قانون الغاز العام

تم تطوير قوانين الغاز في نهاية القرن الثامن عشر ، عندما بدأ العلماء يدركون أن هناك علاقات رياضية بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة لعينة من الغاز ، عندما درس روبرت بويل العلاقة بين الحجم والضغط لغاز ذي ثابت. عند درجة حرارة ثابتة ، حيث لاحظ أن حجم كتلة معينة من الغاز يتناسب عكسيًا مع ضغطه عند درجة حرارة ثابتة. ينص قانون بويل على أنه عند درجة حرارة ثابتة ، يكون ناتج الضغط والحجم لكتلة معينة من غاز مثالي في نظام مغلق دائمًا ثابتًا. من هذا القانون ، يتم اشتقاق العلاقة الرياضية التالية:[1]

P1 × V1 = P2 × V2 ، حيث P هو الضغط ، و V هو حجم الغاز

حيث P هو الضغط ، و V هو حجم الغاز. ثم جاء قانون تشارلز ، الذي ينص على أنه بالنسبة لكتلة معينة من غاز مثالي عند ضغط ثابت ، فإن الحجم يتناسب طرديًا مع درجة حرارته المطلقة ، بافتراض وجود نظام مغلق ، ومن هذا القانون استنتج العلاقة الرياضية ما يلي:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2

حيث V هو حجم الغاز ، و T هي درجة الحرارة المطلقة للغاز ، ثم وجد جوزيف لويس قانون الضغط الذي ينص على أنه بالنسبة لكتلة معينة وحجم ثابت للغاز المثالي ، فإن الضغط يؤثر على جوانب يتناسب الوعاء بشكل مباشر مع درجة حرارته المطلقة من هذا القانون ، تم استنتاج العلاقة الرياضية التالية:

P1 ÷ T1 = P2 ÷ T2

حيث P هي الضغط ، و T هي درجة الحرارة المطلقة للغاز ، ومن ثم تم افتراض قانون Avogadro ، الذي ينص على أن الحجم الذي يشغله غاز مثالي يتناسب طرديًا مع عدد جزيئات الغاز الموجودة في الحاوية ، حيث ينتج عن ذلك في الحجم المولي للغاز ، وقد كتب القانون على النحو التالي:

V1 ÷ n1 = V2 ÷ n2

عندما يكون n مساويًا لعدد جزيئات الغاز ، فقد تم استنتاج قانون الغاز العام من جميع القوانين السابقة ، بحيث يكون الشكل العام لقانون الغاز العام كما يلي:

(T2) ÷ (P2 × V2) = (T1) ÷ (P1 × V1)

مع إضافة قانون Avogadro ، يتطور قانون الغاز المدمج إلى قانون الغاز المثالي:

PV = n RT

انظر أيضًا: اشرح سبب استخدام النظرية الحركية الجزئية لشرح سلوك الغازات

المتغير الذي يظل ثابتًا عند استخدام قانون الغاز العام هو

المتغير الذي يظل ثابتًا عند استخدام القانون العام للغازات هو ثابت الغاز العام ، والذي يرمز إليه بالرمز R ، باعتباره ثابت الغاز العام (بالإنجليزية: Gas Constant) ، وهو ثابت مادي يستخدم في دراسة خصائص الغازات ، ويدخل في عدد كبير من القوانين الفيزيائية المتعلقة بحالة A نظام الغاز من حيث تأثير تغيير حالته عن طريق رفع درجة حرارة أو ضغط أو إنتروبيا النظام ، وفي الحقيقة هذا الثابت يربط الطاقة مقياس في الفيزياء ومقياس درجة الحرارة ، تمامًا كما أن ثابت الغاز المثالي هو مزيج من قانون بويل ورقم أفوجادرو وقانون تشارلز وقانون جاي لوساك ، وبالتالي يمكن إعطاء قيمة ثابت الغاز R على أنها 8.314472 جول لكل كلفن لكل خلد.[2]

راجع أيضًا: جرب كيفية تأثير درجة الحرارة على حجم الغاز

ما هو الغاز المثالي

الغاز المثالي هو الغاز الذي يخضع لقوانين الغاز في جميع ظروف الضغط ودرجات الحرارة ، والغازات المثالية لها سرعة وكتلة وليس لها حجم ، وعند مقارنتها بالحجم الإجمالي للغاز ، فإن الحجم الذي يشغله الغاز المثالي لا يكاد يذكر. ، ولا يتكثف ولا يحتوي على أي نقطة ثلاثية ، وقد تم إنشاء قانون الغاز المثالي لأن طبيعة الغازات معقدة ، حيث تمتلئ بمليارات ومليارات من جزيئات الغاز النشطة التي يمكن أن تتصادم وربما تتفاعل مع بعضها البعض ، و نظرًا لصعوبة وصف الغاز الحقيقي تمامًا ، فقد ابتكر العلماء مفهوم الغاز المثالي كتقريب ، فهو يساعدنا على نمذجة وتوقع سلوك الغازات الحقيقية. يحتوي الغاز المثالي على الخصائص التالية:[3]

• لا تجذب جزيئات الغاز المثالية أو تتنافر ، لذا فإن التفاعل الوحيد بين جزيئات الغاز المثالية سيكون تصادمًا مرنًا عندما تتصادم مع بعضها البعض أو تصادمًا مرنًا بجدران الوعاء الذي توجد فيه.
• جزيئات الغاز المثالية ليس لها حجم ، والغاز الحقيقي يأخذ حجمًا لأن الجزيئات تتوسع على مساحة كبيرة من الفضاء ، ولكن جزيئات الغاز المثالية تقترب كجزيئات لا معنى لها ليس لها حجم في حد ذاتها.

في ختام هذا المقال ، علمنا أن المتغير الذي يظل ثابتًا عند استخدام قانون الغاز العام هو ثابت الغاز العام R ، وقد أوضحنا أيضًا ماهية قانون الغاز العام وذكرنا جميع مراحل تطوير هذا القانون ، وقد حددنا خصائص الغاز المثالي في الفيزياء.