صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه، حيث توجد العديد من الخصائص المختلفة للغازات التي تؤثر على كتلتها وحجمها، وعندما تكون عينة من غاز مع إدخال جزء واحد في وعاء مغلق، سيحدث التشتت سريعًا جدًا لجزيئاته في جميع أنحاء الحاوية، وتسمى هذه العملية بالانتشار، وهنا يجب استخدام قانون التدفق أو الانتشار، وضمن هذا المقال نأتي للحديثِ عن عملية الانتشار ونجيب عن سؤال صف كيف تؤثر كتلة جسيم الغاز في معدل انتشاره وتدفقه.
هل يزداد معدل الانتشار والتدفق مع زيادة الكتلة
الغازات هي إحدى الحالات الثلاث للمادة إلى جانب الحالة الصلبة والسائلة. من خلال تحديد خصائص الغازات، يصبح من السهل معرفة الإجابة على هذا السؤال. هذه الخصائص هي:
- تتكون الغازات من أعداد هائلة من الجسيمات النانوية التي تكون متباعدة عند مقارنتها بحجمها.
- الغازات شديدة الانضغاط، وتنتشر بسرعة مع انخفاض الضغط عليها.
- تتمتع جزيئات الغاز بطاقة حركية عالية تجعلها تتحرك بشكل عشوائي في أكثر من اتجاه دون توقف وفي خطوط مستقيمة.
- لا يملك الغاز القدرة على محاولة تغيير شكله، لكنه يأخذ شكل المساحة التي يتحد فيها، مما يجعله ليس بحجم ثابت.
- الروابط بين الجزيئات أو الذرات ضعيفة والمسافات متباعدة.
- تتميز الغازات بقدرة انتشار عالية، مما يؤثر على معدل انتشار كتلتها، فكلما زادت كتلة الغاز، انخفض معدل انتشاره وأضعف.
- لا يوجد تنافر أو تجاذب بين جزيئات الغاز وهو (افتراض الغاز المثالي).
- تتصادم جزيئات الغاز مع بعضها نتيجة لحركتها العشوائية السريعة، وعندما ترتفع درجة الحرارة تزداد سرعة الجزيئات وتشتد التصادمات ويزداد معدلها.
من خلال الخصائص المذكورة أعلاه، من الواضح أنه كلما زادت كتلة الغاز، انخفض معدل انتشاره، وكلما انخفضت كتلته، زاد انتشاره، وليس العكس.
جسيم غازي
- لكل غاز كتل مختلفة لكل جسيم.
- غالبًا ما تسمى كثافة كتلة الغاز (الكثافة)، وهو المقصود بكتلة الغاز بالنسبة إلى حجمه، مما يشير إلى أن الكتلة تساوي الكثافة.
- تتصرف جزيئات الغاز بشكل مثالي في نفس الظروف (مثل الضغط ودرجة الحرارة)، وتتغير حركتها مع هذه الظروف.
- يمكن تحديد عدد جسيمات الغاز المعروفة باسم (عدد المولات) في ظل مجموعة محددة من الشروط، في حالة قياس كثافة الغاز، حيث يمكن تحديد الوزن الجزيئي لأحد المركبات الغازية بواسطة كثافة الغاز.
العوامل المؤثرة في الغازات
هناك بعض العوامل التي لها تأثير على معدل انتشار الغازات وخصائصها، ومن أبرزها:
- الحجم.
- درجة الحرارة.
- الضغط: يتناسب الضغط على الغازات عكسياً مع حجم الغاز، مما يعني أنه كلما زاد الضغط على الغاز، قل حجمه.
قوانين الغازات الثلاثة
هناك ثلاثة قوانين، عندما يتم تطبيق أحدها على الغازات، فإنه يؤثر على خصائصها. تلك القوانين هي:
- قانون جاي لوساك: في حاوية ذات حجم ثابت، يتناسب ضغط الغاز طرديًا مع درجة الحرارة التي تؤثر على كل من الغاز والحاوية.
- قانون تشارلز: عندما يكون الضغط ثابتًا، فإن حجم عينة الغاز يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة التي تؤثر على العينة.
- قانون بويل: عندما تكون درجة الحرارة ثابتة، يتناسب ضغط الغاز عكسياً مع حجمه.