سوف نستعرضها في هذا المقال تجربة كيف تؤثر درجة الحرارة على حجم الغاز؟ بالإضافة إلى التفسير العلمي لتأثير درجة الحرارة على حجم الغاز، فالغاز هو إحدى حالات المادة التي تتميز جزيئاتها بأنها حرة الحركة، كما أن الغاز ليس له شكل وحجم ثابتان،
كيف تؤثر درجة الحرارة على حجم الغاز؟
الغاز عبارة عن مجموعة من الجزيئات والذرات ذات طاقة عالية تكفي للانتشار في أي مكان أو حاوية. عند وضع غاز في وعاء، تصطدم جزيئاته ببعضها البعض وبجدران الوعاء بحيث تمارس قوة الاصطدام الجماعية ضغطًا على جدران الوعاء. وعندما يتعرض الغاز لدرجات حرارة عالية يضاف إليه. طاقة إضافية، مما يزيد من الطاقة الحركية للجسيمات والضغط الذي تمارسه على الوعاء، وإذا لم يكن الوعاء موجودًا، فإن الطاقة الإضافية ستحفز جزيئات الغاز على الطيران إلى الفضاء وفي مسارات أكبر، مما يؤدي بشكل فعال إلى زيادة حجمها والعكس تماما هو انخفاض درجة الحرارة، حيث أن حجم الغاز يتناقص مع انخفاض درجة الحرارة.
تجربة كيفية تأثير درجة الحرارة على حجم الغاز
على مر القرون ومن خلال تجارب متعددة، تمكن الفيزيائيون والكيميائيون من ربط الخصائص الرئيسية للغاز، بما في ذلك الحجم الذي يشغله والضغط الذي يمارسه، بالإضافة إلى درجة الحرارة، وتوصلوا في النهاية إلى قانون الغاز المثالي، وهو ما بين العلاقة بين جميع خواص الغاز من ضغط وحجم ودرجة حرارة، وباستخدام هذه التجربة سنبين كيف تؤثر درجة الحرارة على حجم الغاز:
المواد والأدوات
- ثلج.
- كوب من الماء البارد.
- ميزان حرارة لقياس درجة الحرارة.
- خيط الصوف.
- مقص.
- مسطرة.
- قلم.
- ساعة توقيت
- بالون.
خطوات التجربة
خطوات تجربة كيفية تأثير درجة الحرارة على حجم الغاز هي كما يلي:
- انفخ البالون قليلاً واربطه.
- استخدم الخيط لقياس محيط البالون، ثم قم بقياس هذا الخيط باستخدام المسطرة.
- وضع البالون في كوب بحيث يكون محاطاً من جميع الجوانب بقطع من الثلج والماء البارد، ووضع مقياس الحرارة فيه.
- أخرج البالون من الكوب بعد 30 دقيقة، وقم بقياس محيطه أيضًا باستخدام الخيط والمسطرة، وقم بتدوين الملاحظات.
حيث سنلاحظ أن البالون قد تقلص، وهكذا نستنتج أنه كلما انخفضت درجة الحرارة، انخفض حجم الغاز، حيث أن العلاقة بين حجم الغاز ودرجة الحرارة تكون مباشرة.
خصائص الغاز
كانت الغازات لغزا للعلماء الأوائل، حيث أن ما حيّرهم هو حرية الحركة وانعدام الوزن الظاهري في الغازات مقارنة بالسوائل والمواد الصلبة، لذلك بدأوا في ملاحظة الخصائص التي تحدد الغازات، وفيما يلي نسرد كل من الخصائص المشتركة للغازات جميع الغازات.
- كثافة قليلة.
- شكل الغاز متغير .
- حجم الغاز متغير.
- قدرة الغاز على الانقباض والتمدد.
- انتشار واسع لجزيئات الغاز.
- الضغط: يختلف الضغط حسب كمية الغاز المحصورة وحجم الوعاء الذي يوضع فيه الغاز ودرجة الحرارة.
وفي الختام نؤكد على أنه تم تقديمه تجربة كيف تؤثر درجة الحرارة على حجم الغاز؟ ومنه لاحظنا أن العلاقة بين درجة الحرارة وحجم الغاز علاقة طردية، أي أن حجم الغاز يتناقص مع انخفاض درجة الحرارة، ويزداد حجم الغاز مع زيادة درجة الحرارة.