شرح سبب استخدام النظرية الحركية الجزيئية لشرح سلوك الغازات الغازات هي مواد يجتهد العلماء في تحديد حركتها وافتراضها ، وهناك عدد من النظريات التي تشرح الحركة الجزيئية للغازات.
جدول المحتويات
ما هي نظرية الحركة الجزيئية لشرح سلوك الغازات؟
- النظرية الحركية الجزيئية المستخدمة لشرح سلوك الغازات هي الحركة غير المنضبطة للجزيئات “العشوائية” الناتجة عن تكوينها عند درجات حرارة معينة.
- نظرًا لأن سرعة جزيئات الغاز تزداد مع زيادة درجة الحرارة ، فمن الجدير بالذكر أن سرعة الجزيئات تتأثر بوزن الجزيء لأن الجزيئات الخفيفة تزيد من سرعتها عند نفس درجة حرارة جزيئات الغاز الثقيل.
- على سبيل المثال ، عند تعرضها لدرجة حرارة معينة ، تزيد جزيئات الهيدروجين الخفيفة من سرعتها مقارنة بجزيئات الأكسجين الثقيلة المعرضة لنفس درجة الحرارة.
- والعلاقة التي تحكم الحركة الجزيئية للغازات ودرجات الحرارة تحكمها “نظرية التوزيع المتساوي”.
شاهدي أيضاً: من كان أول من استخدم الغازات السامة في الحروب؟
ما هي افتراضات نظرية الحركة الجزيئية لحركة الغازات؟
هناك عدد من الافتراضات التي وضعتها النظرية الحركية الجزيئية لشرح سلوك الغاز عند درجة حرارة أعلى:
- يتكون الغاز من عدد من الجسيمات الصغيرة ، وعند دمج هذه الجسيمات معًا ، ينتج عنها حجم إجمالي أصغر بكثير من حجم الحاوية التي تم وضعها فيها.
- يشير هذا إلى أن المسافة بين كل جزيء في المادة الغازية أكبر بكثير من حجم مكون الغاز نفسه.
- تفترض النظرية أن الجسيمات التي يتكون منها الغاز لها نفس الكتلة.
- تفترض النظرية أيضًا أن عدد جسيمات الغاز المراد تقديرها كبير جدًا بحيث لا يمكن معالجتها إحصائيًا.
- الجزيئات التي يتكون منها الغاز في حركة ثابتة ، وهذه الحركة سريعة وعشوائية.
- تفترض النظرية أن الجزيئات التي يتكون منها الغاز مرنة للغاية وكروية ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن هذه الجزيئات تتصادم مع بعضها البعض ومع جدار الحاوية الموجودة فيه ، وهذا يشير إلى أن هذه الاصطدامات مرنة. الاصطدامات.
- لا يوجد تجاذب أو قوة بين الجزيئات الموجودة في الغاز فيما بينها ، مما يشير إلى أن التأثيرات بينها ضعيفة جدًا بحيث لا تكاد تذكر ، أي أنها تصادمات فقط.
نتائج فروض النظرية
وهناك عدد من النتائج التي حققتها الفرضيات التي طرحها للنظرية وهي:
- يمكن التغاضي عن الآثار الخاصة لنظرية النسبية وإهمالها.
- يمكن أيضًا إهمال تأثيرات ميكانيكا الكم نظرًا لأن متوسط المسافة بين جزيئات الغاز أكبر بكثير من “الطول الموجي de Broglie” ، مما يسمح بمعالجة جزيئات الغاز كأشياء عادية.
- نظرًا لما ذكرناه سابقًا وإمكانية تطبيق الشرطين على جزيئات الغاز ، يمكن معالجة حركة هذه الجزيئات بواسطة الميكانيكا الكلاسيكية.
- يوضح هذا أن المعادلات الخاصة بحركة الجزيئات مع الوقت معكوسة ، “أي أنه تصادم عكسي مع الوقت”.
- لنفترض أن هناك تصادم بين كرتين من كرات البلياردو فليكن كرة A وكرة B ، فالسرعة الأولى هي Aa والسرعة الثانية Bb ، ثم ينتج عن التصادم بينهما سرعتان جديدتان وهما A * A * والثاني هو AB *.
- والانعكاس الزمني هنا يشير إلى أن عملية الاصطدام يمكن أن تبدأ في الاتجاه المعاكس ، حيث Ú * ، ÚB * ، وعندما ينتج الاصطدام السرعة Ú والسرعة Úb ، وهذا الانعكاس ينطبق على زوايا الحركة ، سواء كان ذلك قبل الاصطدام أو بعد الاصطدام.
- تعتمد الطاقة الناتجة عن حركة الجزيئات في الغاز على درجة الحرارة فقط.
- وقت الاصطدام المقدر للجسيمات بجدار الحاوية التي توجد بها صغير جدًا مقارنة بوقت الاصطدامات المتتالية ، لذلك يمكن إهمالها.
- كان هناك اتجاه لدراسة حركة الجزيئات من خلال درجة الحرارة وتم أخذ حجم الجزيئات في الاعتبار ، مما أدى إلى قيام العلماء بوصف خصائص هذه الغازات بأكثر من طريقة وهي دقيقة للغاية ، وهذا واضح في “بولتزمان” معادلة”.
أنظر أيضا: احتباس الغازات المعوية
اشرح سبب استخدام النظرية الحركية الجزيئية لشرح سلوك الغازات
- تشرح نظرية الحركة الجزيئية كلاً من درجة الحرارة والضغط على المستوى الجزيئي.
- بما أن ضغط الغاز هو نتاج الاصطدامات بين الجزيئات وجدران الحاوية التي يوجد بها الغاز ، وقوة هذا الضغط تعتمد على سرعة الجزيئات ونشاط الجزيء بالإضافة إلى ذلك. السرعة التي تسببت في الاصطدام بالحاوية.
- الدرجة المطلقة للغاز هي مقياس لمتوسط طاقة حركة الجزيئات.
- يشير هذا إلى أنه عندما يتم إحضار غازين إلى نفس درجة الحرارة ، فإن الجزيئات لها نفس معدل الطاقة الحركية.
- وفقًا لذلك ، تزداد الطاقة الحركية للجزيئات مع زيادة درجة الحرارة.
- تشرح النظرية أن الجزيئات في الغاز تأخذ سرعات مختلفة في أوقات مختلفة ، من خلال حقيقة أنه عندما يكون الجزيء منفردًا ، فإن سرعته مختلفة.
- وأحيانًا ، عندما تتحرك الجسيمات بسرعة كبيرة ، فإنها تنحرف عن مدارها.
- أيضًا ، تشرح نظرية الحركة الجزيئية هذه فهم قوانين الغاز ، لذا فهي تشرح حركة جزيئات الغاز ، وهذه القوانين هي:
1 تأثير زيادة الحجم عند درجة حرارة ثابتة
- إذا كانت درجة الحرارة التي يتعرض لها الغاز ثابتة ، فإن متوسط حركة الجزيئات في الغاز يظل ثابتًا أيضًا ولا يتغير.
- في حالة زيادة الحجم ، يؤدي ذلك إلى تحريك الجسيمات لمسافات أطول بين الاصطدامات ، وفي هذه الحالة يؤدي معدل الاصطدام بين جدران الوعاء خلال فترة زمنية إلى انخفاض الضغط.
2 تأثير زيادة درجة الحرارة عند الحجم الثابت
- مع زيادة درجة الحرارة ، يشير هذا إلى زيادة متوسط الطاقة الحركية للجسيمات.
- إذا لم يتغير الحجم الجزيئي في الغاز ، فإن هذا يؤدي إلى مزيد من التصادمات بين الجزيئات وجدران الوعاء في كل وحدة زمنية.
- وكذلك عندما تصطدم الجسيمات بشدة بجدران الوعاء مما يجعل هذه النظرية تعمل على تفسير سبب زيادة الضغط.
ما هي الخصائص العامة للغازات؟
هناك عدد من الخصائص التي تصف ماهية الغازات ، بما في ذلك:
- تعتبر الغازات من المواد منخفضة الكثافة لأن حجم الجزيئات التي يتكون منها الغاز صغير جدًا ، والمسافة بينها كبيرة جدًا نظرًا لضعف الروابط مما يؤدي إلى حقيقة أن حجم الغاز بشكل أساسي يتكون من فراغ موجود.
- يمكن أن تتمدد الغازات وتضغط من خلال حجم الحاوية التي يوضع فيها الغاز. من الممكن وضع كمية صغيرة جدًا من الغاز في حاوية كبيرة لأنها ستشغل الحاوية بأكملها بسبب تمدد جزيئاتها والعكس صحيح.
- كما أن لديها القدرة على الانتشار في وسائط مختلفة حيث أن جزيئات الغاز ليس لها سرعة ثابتة وسوف تنتشر في الوسط بالإضافة إلى قدرتها على التدفق.
انظر أيضًا: البحث عن الغازات وخصائصها العامة بالتفصيل
في نهاية رحلتنا التفصيلية لشرح سبب استخدام النظرية الحركية الجزيئية لشرح سلوك الغازات ، قدمنا جميع المعلومات حول النظرية الحركية للجزيئات وننتظر تعليقاتك.