لا وجود لقوى تجاذب في الغاز المثالي
لا توجد قوة جاذبة في الغاز المثالي
الغاز المثالي هو نموذج علمي-كيميائي يصف حالة الغاز عند ضغط ودرجة حرارة منخفضين نسبيًا دون التعرض لأي تأثير إضافي ، ولكن هل هو حقًا؟ لا توجد قوة جاذبة في الغاز المثاليحقيقة الأمر هي أن قوة التجاذب بين ذرات أحد الغازات هي التي تمنحه خصائصه الفيزيائية. ، هذا لا يحدث في الغاز المثالي ، وعلى الرغم من خواصه الفيزيائية الغريبة نسبيًا عن الغازات العادية ، إلا أن هناك قوى جذب في الغاز المثالي.
ما هو الغاز المثالي
يفرض العلماء نموذجًا لغياب التفاعل بين جزيئات الغاز ، وتشتت جزيئات الغاز على شكل نقاط غير مرتبطة. هذا النموذج الفيزيائي الديناميكي الحراري لسلوك المادة في الحالة الغازية هو الغاز المثالي. هذا النموذج مناسب لوصف الغازات منخفضة الكثافة ، مثل الغازات الخاملة ، التي لا تشكل جزيئات ، وذراتها مفردة.
الخصائص الفيزيائية للغاز المثالي
يتسم الغاز المثالي بثلاث خواص فيزيائية تميز حركة جزيئاته وذراته ، وسيتم تقديمها فيما يلي.
حجم جزيئات الغاز المثالي لا يكاد يذكر للحاوية التي يحتوي عليها ، أي تحت ضغط منخفض
يمكننا جميعًا دراسة أي نوع من الغاز بوضوح إذا تم حفظه في عبوته الخاصة. لا يمكن دراسة الهواء المحيط بنا وتحليله دون وضعه في وعاء خاص. في حالة الغاز المثالي ، إذا قارنا حجم الحاوية بالنسبة لحجم الغاز بداخلها ، نجد أن حجم الغاز المثالي لا يكاد يذكر. بالمقارنة مع حجم الوعاء ، يحدث هذا إذا كان الغاز المثالي تحت ضغط جوي عادي وفي درجة حرارة الغرفة ، ولكن في حالة عدم وجود أحد الشرطين ، فإن الغاز المثالي لن يتصرف بهذه الطريقة ، إذا تم ضغطه في بطريقة ما أو تغيير درجة حرارته سيغير خصائصه الفيزيائية.
تتصادم جزيئات الغاز المثالية مع بعضها البعض في تصادم مرن
يميز العلماء نموذج الغاز المثالي بخاصية قد يكون من المستحيل حدوثها على سطح الأرض في مستويات الفيزياء التطبيقية العادية ، وهذه الميزة هي أنه لا يتم فقدان الطاقة الحركية عند الاصطدام بين الجزيئات ، وهذه الميزة لا تحدث في التطبيق الفيزياء إلا في حالات نادرة تقريبًا.
تتحرك جزيئات الغاز المثالي بشكل عشوائي في غياب التأثيرات الخارجية
يكمل العلماء تمييز الغاز المثالي بخاصية أخرى لا تتحقق أبدًا في الواقع ، وهي أن جزيئات الغاز المثالي تتحرك عشوائيًا ، ولا تخضع لأي قانون فيزيائي أو قوة مختلفة ، لذلك لا يمكنها التنبؤ بحركة الغاز. بهذه الطريقة ، ولا تحدد مسار أي جسيم ، وهذه الفرضيات لا تحدث إلا في ظروف معينة.
قانون الغاز المثالي أو معادلة الحالة الحرارية للغاز المثالي
يصف هذا القانون سلوك الغاز المثالي عند تغير درجة الحرارة على سبيل المثال ، وقد تم حساب هذا القانون وتطويره من خلال العديد من التجارب الناتجة عن قوانين الغاز ، ثم استطاع العالم Ludwig Boltzmann من خلال حساب الاحتمالات لشرح سلوك الغاز على أساس بنية جزيئات الغاز.
يربط القانون بين معادلة الغاز العامة ووظائف حالتها وعلاقة هذه الوظائف ببعضها البعض والتي تحتوي على درجة الحرارة والضغط وحجم جزيئات الغاز ، وهذا القانون في الكيمياء والفيزياء له صيغ متعددة ولكن في صيغه المختلفة له معنى واحد وهو
بحيث يكون ثابت الغاز العام هو:
وفي تلك المعادلات
- يمثل P الضغط.
- يمثل V الحجم المولي.
- T هي درجة الحرارة في كلفن.
- R هو ثابت الغاز العام.
- n هو عدد الشامات أو أجزاء الخلد.
أهمية قانون الغاز المثالي
يحتوي قانون الغاز المثالي على العديد من التطبيقات التي تُستخدم في العديد من الاستخدامات الواسعة الانتشار في حياتنا اليومية ، ومن بين تلك التطبيقات ما يلي.
اسطوانات الغاز والسلامة الصناعية
يستخدم قانون الغازات المثالية لمعرفة النسب المتوازنة بين الغازات التي يتم ضغطها وتعبئتها في وحداتها الهوائية والتي تستخدم في العديد من الاستخدامات في الأمن الصناعي بكافة أنواعه وفي المجال الطبي وتوفير الأكسجين للمرضى وحالات النقص. التنفس ، بالإضافة إلى اسطوانات مطفأة الحريق ، بالإضافة إلى حساب كيفية الحفاظ على ضغط متوازن للغازات داخل الطائرات في الغلاف الجوي.
وسادة هوائية
الوسائد الهوائية المستخدمة في حوادث السيارات للحفاظ على حياة السائقين يتم تصنيعها وإعدادها بموجب قانون الغاز المثالي.
ما هو الفرق بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي
يعمل نموذج الغاز المثالي على توفير أنماط مستقرة للخصائص الفيزيائية للغاز الحقيقي ، لكن هذا لا يمنع وجود اختلافات قوية وأساسية بين النظرية ، وهو الغاز المثالي ، والحقيقة ، وهي الغاز الحقيقي. درجة الحرارة والضغط المحيط ، بالإضافة إلى الاختلافات العديدة بين نوعي الغازات ، سنقدمها لك على النحو التالي.
| غاز مثالي | غاز حقيقي |
| ليس لها حجم محدد | حجم ثابت |
| هناك تجاذب بين الجزيئات | لا يوجد تجاذب بين الجزيئات |
| الغاز الافتراضي ، لا يمكن أن يوجد في البيئة بشكل حقيقي | إنه موجود بالفعل في البيئة |
| يتميز بالضغط العالي | ضغط أقل من الغاز المثالي |
| PV = nRT | p + ((n2 a) / V2) (V – nb) = nRT |
