قانون شارل للغازات (قانون شارل مسائل تدريبية) صف ثاني عشر الاختبارالفتري الثالث احمد عبد النبي - YouTube
تتمتع الغازات بصفة التميع ، وذلك عند ارتفاع الضغط إلى مستويات عالية جداً ، وإن كان الضغط متفاوت تبعاً لنوع العنصر ، أو المركب الغازي الذي يتكون منه ، وهنا ندرك أهمية الغازات في حياتنا اليومية. قد أوجد العالم الفرنسي شارل العلاقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته ، حيث أنه اكتشف أن حجم كمية معينة من الغاز عند ضغط جوي ثابت يزداد زيادة خطية مع درجة الحرارة ، أي أنه يتناسب تناسبا طرديا ، وظهر للعالم شارل علي ورقة الرسم البياني أنَّ الخط يمتد ليمرَّ بنقطة -273. 15 ºم ، كذلك في سنة 1848م، قد اقترح العالم (كلفن) مقياس درجة الحرارة المطلقة ، وسُمي (بمقياس كلفن) ، وعلى اساس هذا المقياس فإنّ zero Kelvin يسمى الصفر المطلق وهو يساوي ال 273. 15- ºم. من العوامل التي تغير حالة الغاز ، أو الظروف الفيزيائية له وهي درجة الحرارة ، الضغط، الحجم ، وكمية الغاز ويعبّر عنها بالمولات ، كل هذه العوامل تؤثر على حالة الغازات. تطبيقات على قانون شارل من تطبيقات قانون شارل الحياتية هي الكرة ، والجو فعندما يتم نفخ كرة داخل المنزل ، وفي أحد الأيام التي يكون فيها الجو بارد ، سوف نلاحظ أن حجم الكرة يتقلص ، وذلك بحسب قانون شارل فإن الغاز يأخذ مساحة أكثر عندما تكون درجة حرارته أعلى.
يصف قانون شارل العلاقة بين كلا من درجة الحرارة ، وحجم الغاز ، قانون شارل عبارة عن أحد قوانين الغازات ، وينص قانون شارل على أنّ حجم الغاز يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة ، وذلك عند ثبات كلا من ضغط الغاز وكميته. [1] الخصائص العامة للغازات من أهم خصائص الغازات المنتشرة في حياتنا اليومية أنها توجد المادة في ثلاثة صور الصورة الصلبة، الصورة السائلة ، الصورة الغازية ، وتتميز كل مادة من المواد بخصائص معينة تتميز بها عن غيرها من المواد الأخرى ، وسوف نتحدث عن خصائص جزيئات العناصر الغازية ، حيث تتحرّك جزيئات الغاز بحركةً عشوائيَّة ، وتصطدم من خلال تلك الحركة مع بعضها البعض ، ممَّا يؤدّي ذلك إلى تبادل الطاقة فيما بينها. يوجد العديد من الفراغات والمسافات الكبيرة بين جزيئات الغاز وبعضها ، تكون طاقتها الحركيّة كبيرة، وكثافتها قليلة ، وتتناسب تناسب طردي مع زيادة درجة الحرارة ، أي أنَّه كلما ارتفعت درجة الحرارة قلّت كثافة المادة ، وبالتالي تزداد طاقتها الحركيّة. تتميّز الغازات بأنَّ عامل انضغاطها يكون كبير وذلك بالمقارنة مع الحالتين السّائلة والصّلبة للمادة ، ومن التطبيقات على هذه الخاصّية استعمال إطارات السيارات ، التي تنتفخ بواسطة ضغط الهواء الموجود بداخلها ، ويكون الهواء عبارة عن خليط من غازات ، هذه الغازات تسلك سلوك فيزيائي بنفس طريقة الأكسجين النقي ، أو النيتروجين النقي ، أو أي مادة غازيّة أخرى ، وبالتالي يمكن ضغط كميّة كبيرة من الهواء بمقدار يتراوح من ضعفين الى ثلاثة أضعاف من حجم الإطار ، وإذا حدث ثقب داخل الإطار فإنَّ الهواء الفائض ، سوف يُدفع للخارج ، ويميز هذا السلوك جميع الغازات.
وذلك بسبب وجود قوى جذب بين الجسيمات ، نتيجة لذلك يكون حجم الغاز الحقيقي أكبر بكثير من حجم الغاز المثالي وضغط الغاز الحقيقي أقل من ضغط الغاز المثالي ، تميل جميع الغازات الحقيقية إلى أداء سلوك الغاز المثالي عند ضغط منخفض ودرجة حرارة عالية نسبياً ، حيث يخبرنا عامل الانضغاطية z عن مدى اختلاف الغازات الحقيقية عن سلوك الغاز المثالي. [2] ما هي قوانين الغازات قانون كولوم ينص قانون كولوم على أن القوة بين شحنتين كهربائيتين تتناسب بشكل طردي مع ناتج الشحنتين ، وتتناسب بشكل عكسي مع مربع المسافة بينهما. قانون جاي لوساك يشير القانون إلى أن الغاز في الحالة المثالية وعند ثبات حجمه إلى إن الضغط يتناسب طردياً مع درجة الحرارة المطلقة ، ويوجد العديد من تطبيقات قانون جاي لوساك في الحياة اليومية. قانون بويل في عام 1662 اكتشف روبرت بويل العلاقة بين الضغط P والحجم V بافتراض ثبات درجة الحرارة وكمية الغاز. قانون شارل عند الضغط الثابت ورفع درجة حرارة الغاز ، فإن الحجم يزداد وعند خفض درجة الحرارة مع ثبات الضغط يقل حجم الغاز ، وذلك يتضح من تطبيقات على قانون شارل الكثيرة في حياتنا اليومية. القانون العام للغازات أو القانون المجمع نحصل على ذلك القانون من خلال قانون بويل قانون شارل ، وقانون جاي لوساك حيث إن القانون ينص على العلاقة بين الضغط ، والحجم ودرجة الحرارة لكتلة معينة وثابتة من الغاز.
الغازات تُعدّ الغازات إحدى حالات المادة الثلاث، والتي تتألف من عدد كبير من الجزيئات المتحركة بطريقة فوضوية في جميع الاتجاهات، حيث تتصادم هذه الجزيئات مع بعضها البعض ومع الجدران الحاوية لها، وينتج عن تلك التصادمات التي لا حصر لها ضغط الغاز، وفي حالة تواجد هذه الجزيئات في الفضاء، فإنّها تنتشر بشكل عشوائي وفي اتجاهات تعسفية وبسرعات تحددها درجة حرارة الغاز، وفيما يجدر ذكره أنّ الغاز يظهر ثابتًا بالعين البشرية؛ وذلك بسبب التصادمات الكثيرة والتي تحدث كل ثانية على جميع أقسام الجدران، وسيتحدث هذا المقال عن قوانين الغازات.
[5] خصائص الغازات من المعروف أن خصائص الغازات متعددة ومتنوعة حيث إنها تمتلك كثافة تعتبر أقل من الحالات الأخرى للمادة مثل الحالة السائلة أو الصلبة. كما أنها ليس لديها شكل أو حجم ثابت فهي متغيرة الأشكال وكذلك الأحجام ، ويوجد قدر كبير من المساحة الفارغة بين الجزيئات ، وذلك يجعلها تمتلك كثيراً من الطاقة الحركية. تتحرك الغازات بسرعة فائقة وتصطدم ببعضها البعض وذلك يجعلها تنتشر بسرعة ، وتصطدم بشكل متساوي في جميع أنحاء المكان الموجودة به. تقاوم الغازات الانتشار إلى الجزيئات التي تحمل كميات ميكانيكية تحتوي على الكتلة والطاقة. [3]