ما الحجم الذي يشغله الغاز في البالون الموجود عن اليسار

ما الحجم الذي يشغله الغاز الموجود في البالون الموجود على اليسار؟ ، سؤال مهم في الفيزياء، حيث الغازات عبارة عن جزيئات صغيرة بشكل لا نهائي، وهذه الجزيئات تشغل مساحة معينة حسب المكان الذي توجد فيه، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الغازات، وسنوضح ما هي الأحجام التي تشغلها الغازات.

ما هي الغازات؟

الغاز (بالإنجليزية: Gas)، هو إحدى الحالات الأربع الأساسية للمادة، حيث يتكون الغاز النقي من ذرات منفردة، أو جزيئات صغيرة لا متناهية مكونة من نوع واحد من الذرات تتحرك عشوائياً في جميع الاتجاهات، وتصطدم ببعضها البعض وبالجدران للحاوية أو النظام الذي تحتويه، وفي الواقع فإن الغازات لها خصائص مختلفة تماماً عن الحالة السائلة والصلبة للمادة، فمثلاً الغازات ليس لها أي حجم أو شكل محدد، بينما المواد الصلبة العادية لها حجم وشكل محدد، والسوائل لها حجم محدد، حيث تتشكل الغازات وتأخذ حجم الوعاء أو النظام الموجود فيه.

وفي الواقع فإن الجزيئات الصغيرة التي يتكون منها الغاز لها طاقة حركية، ولا تفقد هذه الطاقة الحركية في النظام، بل تنتقل الطاقة بين أجزاء النظام، وتتأثر الطاقة الحركية للجزيئات الصغيرة بالحرارة فمثلاً عند تسخين عينة من المادة في الحالة الغازية، تكتسب الذرات أو الجزيئات طاقة حركية وتتحرك بسرعة أكبر. عندما يتم تبريد عينة من الغاز، فإن الذرات أو الجزيئات تفقد الطاقة الحركية وتتحرك ببطء أكبر.

أنظر أيضا: اشرح سبب استخدام النظرية الجزئية الحركية لشرح سلوك الغازات

ما الحجم الذي يشغله الغاز الموجود في البالون الموجود على اليسار؟

الحجم الذي يشغله الغاز الموجود في البالون في المثال عند درجة حرارة 250 K هو 3.1 لتروذلك بناء على قانون حجم الغازات، حيث أن السؤال في الكتاب يذكر أن حجم الغاز في البالون كان حوالي 4.3 لتر عند درجة حرارة 350 كلفن، والمطلوب هو حساب حجم الغاز في البالون عند درجة حرارة 250 كلفن، وعند التعويض في قانون حجم الغازات مقارنة بدرجات الحرارة ينتج ما يلي:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
(حجم الغاز 1 ÷ درجة حرارة الغاز 1) = (حجم الغاز 1 ÷ درجة حرارة الغاز 1)

بينما:

• الإصدار 1: هو حجم الغاز الأولي عند درجة الحرارة T1، ويقاس باللتر.
• الإصدار 2: وهو الحجم النهائي للغاز عند T2، ويقاس باللتر.
• T1: هي درجة حرارة الغاز عند حجم V1، وتقاس بالكلفن.
• T2: هي درجة حرارة الغاز عند حجم V2، وتقاس بالكلفن.

عند استبدال الأرقام في المثال أعلاه في الكود، سينتج ما يلي:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
لقد جعلنا V2 كائنًا من التعليمات البرمجية لإنتاج ما يلي:
V2 = (V1×T2) ÷ T1
بما أن الحجم الأولي للغاز هو 4.3 لتر عند درجة حرارة 350 كلفن، ودرجة الحرارة النهائية 250 كلفن، فسينتج ما يلي:
V2 = (4.3×250) ÷ 350
V2 = 3.1 لتر

أنظر أيضا: لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟

أمثلة على طريقة حساب حجم الغازات

هناك العديد من الأمثلة التي توضح كيفية حساب حجم أو درجة حرارة الغازات المختلفة، وإليكم بعض الأمثلة العملية لكيفية تطبيق قانون حجم الغازات:

• المثال الأول: إذا كان حجم الغاز الأولي 4.5 لترًا عند درجة حرارة 330 K، فما حجم الغاز النهائي عند درجة حرارة 400 K؟
  طريقة الحل:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
لقد جعلنا V2 كائنًا من التعليمات البرمجية لإنتاج ما يلي:
V2 = (V1×T2) ÷ T1
بما أن الحجم الأولي للغاز هو 4.5 لتر عند درجة حرارة 330 كلفن، ودرجة الحرارة النهائية 400 كلفن، فسينتج ما يلي:
V2 = (4.5×400) ÷ 330
V2 = 5.45 لتر

• المثال الثاني: إذا كان حجم الغاز الأولي 2.25 لترًا وحجم الغاز النهائي 1.5 لترًا عند درجة حرارة 270 K، فما درجة الحرارة الابتدائية عندما يكون حجم الغاز 2.25 لترًا؟
  طريقة الحل:

V1 ÷ T1 = V2 ÷ T2
نجعل T1 موضوع القانون لإنتاج ما يلي:
(T1 = (V1×T2) ÷ V2
بما أن الحجم الأولي للغاز هو 2.25 لتر، والحجم النهائي للغاز هو 1.5 لتر عند درجة الحرارة النهائية البالغة 270 كلفن، فسينتج ما يلي:
(T1 = (2.25×270) ÷ 1.5
T1 = 405 ك

في ختام هذا المقال عرفنا ما الحجم الذي يشغله الغاز الموجود في البالون الموجود على اليسار؟ وشرحنا أيضًا ما هي الغازات، وذكرنا الخطوات التفصيلية لكيفية استخدام قانون حجم الغاز عندما يكون الضغط ثابتًا.