صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه

بواسطة:
صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه

صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه

تعرفوا معنا في مخزن المعلومات على إجابة سؤال صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه حيث هناك العديد من الخصائص المختلفة للغازات التي تؤثر على ما لها من كتلة وحجم، وحينما يتم إدخال عينة من أحد الغازات بجزء واحد في حاوية مغلقة فإنه سوف يحدث تشتت سريع للغاية لجزيئاتها بمختلف أرجاء الحاوية، تلك العملية يطلق عليها الانتشار، وهنا ينبغي أن يتم استخدام قانون التدفق أو الانتشار.

قام العالم الكيميائي توماس جراهم بوضع قانون الانتشار أو التدفق والذي قد أتى نصه على النحو الآتي (معدل تدفّق الغازات يتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي للكتلة المولية لها)، ومن ذلك القانون يتبين أنّ العلاقة بين كل من الانتشار والكتلة ليست طرديه ولكن عكسية، وهو ما يعني أن سرعة الجسيم الثقيل وما له من طاقة حركية أقل، كذلك فإن تفاعل الأجسام الكبيرة مع بيئتها يكون أكبر وهو ما ينتج عنه إيطائها ومن ثم يكون انتشار الجزيئات الثقيلة الكبيرة أبطئ حين مقارنتها بالجزيئات الصغيرة والخفيفة.

هل يزداد معدل سرعة الانتشار والتدفق بزيادة الكتلة

الغازات هي أحد الحالات الثلاثة للمادة إلى جانب الصلبة والسائلة ومن خلال التعرف على خصائص الغازات يصبح من اليسير التعرف على إجابة ذلك السؤال، تلك الخصائص هي:

  • تتشكل الغازات من أعداد هائلة من الجسيمات المتناهية الصغر والبعيدة فيما بينها إذا ما تم مقارنتها بحجمها.
  • الغازات تقبل بشكل كبير للانضغاط، وهي سريعة الانتشار إذ ما تم تقليل ما يقع عليها من ضغط.
  • إن جزيئات الغاز تمتلك طاقة عالية حركية تجعلها تقوم بالحركة العشوائية في أكثر من اتجاه بدون توقف وفي خطوط مستقيمة.
  • لا يمتلك الغاز القدرة على محاولة التغيير من شكله ولكنه يأخذ شكل الفراغ الذي يتواحد به، مما يجعله ليس ذو حجم ثابت.
  • تكون روابط الجزيئات أو الذرات ضعيفة فيما بينها والمسافات متباعدة.
  • تتميز الغازات بقدرة على الانتشار عالية وهو ما يكون له تأثير على معدل انتشار كتلته حيث إنه كلما زادت كتلة الغاز قل وضعف معدل انتشاره.
  • لا توجد قوى تنافر أو تجاذب بين جزيئات الغاز ذلك هو (افتراض الغاز المثالي).
  • تتصادم جسيمات الغاز فيما بينها نتيجة حركتها العشوائية السريعة، وحين ارتفاع درجة الحرارة تصبح سرعة الجزيئات أكبر، وتشتد الاصطدامات ويزداد معدلها.

ومن خلال الخصائص السابق ذكرها يتبين أنه كلما زادت كتلة الغاز قل معدل انتشاره وكلما قلت كتلته يزداد انتشاره وليس العكس.

جسيم الغاز

  • لكل غاز من الغازات المختلفة كتل مختلفة خاصة بكل جسيم.
  • غالباً ما يطلق اسم كثافة كتلة الغاز على (الكثافة)، فتلك هي المقصود بها  كتلة الغاز فيما يتعلق بحجمه، وهو ما يدل على أن الكتلة تساوي الكثافة.
  • تتصرف جسيمات الغاز بطريقة مثالية في إطار الظروف نفسها مثل الضغط ودرجة الحرارة)، كما تتغير حركتها مع تغير تلك الظروف.
  • يمكن القيام بتحديد عدد جسيمات الغاز المعروفة بـ(عدد المولات) في إطار مجموعة محددة من الظروف، وذلك في حالة قياس كثافة الغاز، إذ يمكن عن طريق كثافة الغاز تحديد الوزن الجزيئي لأحد المركبات الغازية.

العوامل المؤثرة على الغازات

هناك بعض العوامل يكون لها تأثير على معدل انتشار الغازات وخصائصها، ومن أبرز تلك العوامل نذكر:

  • الحجم.
  • درجة الحرارة.
  • الضغط: حيث إن الضغط الذي يقع على الغازات يتناسب بشكل عكسي مع حجم الغاز، بمعنى أنه كلما ازداد الضغط على الغاز كلما قل حجمه.

القوانين الثلاث للغازات

هناك قوانين ثلاث حينما يتم تطبيق أحدها على الغازات فإنها تؤثر في خصائصها، تلك القوانين هي:

  •  قانون جاي لوساك: بالوعاء ذو الحجم الثابت يكون ضغط الغاز  به متناسباً تناسباً طرديًّا مع درجة الحرارة التي تؤثر على كل من الغاز والوعاء.
  •  قانون شارل: حين ثبات الضغط يكون حجم عينةٍ من الغاز متناسب تناسب طرديًّا مع ما يؤثر على العينة من درجة حرارة.
  • قانون بويل: حينما تكون درجة الحرارة ثابتة فإن ضغط الغاز يتناسب مع حجمه عكسيًّا.

وفي نهاية مقالنا نكون قد أجبنا باستفاضة حول السؤال المطروح القائل صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه حيث أوضحنا أنه كلما زادت كتلة الغاوقل انتشاره وتدفقه، كما وقد أوضحنا أهم خصائص الغازات والعوامل التي تؤثر في تلك الخصائص، نتمنى أن يكون مقالنا قد أفادكم.

المراجع

1

2