ماذا يحدث لجزيئات الغاز عند تسخينه ، هذا ما سنوضحه في هذا المقال فالمواد المختلفة المنتشرة في الغلاف الجوي وعلى الكرة الأرضية وفي باطنها تتأثر بعوامل المناخ بشكل عام والحرارة بشكل خاص، والغازات هي أحد المواد السريعة التأثر بمختلف العوامل من ضغط وحرارة وبرودة وغيرها.
ماذا يحدث لجزيئات الغاز عند تسخينه
ماذا يحدث لجزيئات الغاز عند تسخينه الإجابة الصحيحة هي: “تزداد الطاقة الحركية لجزيئات الغاز مما يسبب تحركها بسرعة مبتعدةً عن بعضها البعض“، فعند تسخين أي نوع من الغازات تزداد الاهتزازات الداخلية للإلكترونات وتتسبب بزيادة سرعتها، فارتفاع حرارة الغاز تتسبب بتحول الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية وزيادة سرعة الجزيئات تتسبب بتصادمها وازدياد حجمها إلا إذا كانت هذه الجزيئات محصورةً ضمن حجم محدد فتتسبب بزيادة الضغط على جدران الوعاء الموجودة فيه، علمًا أن أبرز ميزات الغازات أنها غير ثابتة الشكل بل هي تأخذ شكل أي حيز توضع فيه ولا تمتلك حجمًا ثابتًا الجزيئات تتحرك بطريقة عشوائية نتيجةً لضعف الروابط فيما بينها، وبالإضافة إلى ذلك فهي قابلة للانضغاط بشكل كبير بعكس المواد في الحالة الصلبة أو السائلة.[1]
شاهد أيضًا: ما هو الغاز الذي يمتص الاشعة فوق البنفسجية
قانون الغاز المثالي
قانون الغاز المثالي يوضح العلاقة بين حجم الغاز وعوامل الضغط والحرارة متجاهلًا الحجم الجزيئي والتفاعلات بين الجزيئات ، إذ إن الحجم يتناسب عكسيًا مع الضغط وطردًا مع الحرارة ويكون ذلك واضحًا في القانون الذي وضع على الشكل التالي:
- ح ض = ر ن د
- ح: حجم الغاز.
- ض: ضغط الغاز.
- ر: هو ثابت الغازات العام.
- ن: عدد مولات الغاز.
-
د: درجة الحرارة المطلقة.
تطبيقات عملية على تسخين الغاز
في الحياة اليومية توجد ممارسات كثيرة يحدث فيها تسخين للغاز وجزيئاته، وتعتبر أمثلة مباشرةً على عملية تسخين الغاز التي تم شرحها، وفيما يلي بعض هذه العمليات:
قدر الضغط
إن الأواني المنزلية التي تعمل بفعل تقنيات ضغط الغاز متعددة وواسعة الاستخدام، وتعتمد على قدر له حجم ثابت ويحوي غاز مضغوط بدرجة كبيرة وعند تسخينه يزداد ضغط الجزيئات على جدرانه ويلاحظ نفاذ بعض جزيئات الغاز عبر صمام الأمان الخاص به، ويعد صمام الأمان ضروريًا وأساسيًا فبدونه قد يتعرض القدر لانفجار كبير مسببًا أضرارًا كثيرةً.
البالون
إن عملية نفخ البالون هي مثال دقيق وواضح حول عملية تسخين الغاز حيث أن نفخ هواء دافئ بداخله يتسبب بازدياد حجم الجزيئات الغازية داخله متسببةً بزيادة الضغط على الجدران المرنة للبالون التي تتسع لتأخذ حجمًا أكبر يتناسب مع شدة ضغط الجزيئات المسخنة، وعندما تصل جدران البالون إلى حد لا تستطيع معه تحمل الضغط يتعرض البالون للانفجار.
شاهد أيضًا: ماذا يحدث لضغط الغاز في بالون منفوخ ومرن، إذا ارتفعت درجة الحرارة..
المنطاد
يحوي المنطاد على غاز محصور بداخله، يتم تسخينه عبر موقد مخصص لهذا الغرض موجود داخله، عملية التسخين هذه تتسبب بازدياد حجم الجزيئات الغازية وبالتالي ازدياد حجم المنطاد، وكذلك يحوي المنطاد على فتحة تتسبب بنفاذ بعض الهواء إلى داخله لتصبح كثافة الهواء الداخلي أكبر من كثافة الهواء خارج المنطاد ويتسبب ذلك بارتفاع المنطاد وتحليقه في السماء علمًا أن الضغط يكون متساويًا بين داخل وخارج المنطاد.
تحول الغاز إلى بلازما بسبب الحرارة
العديد من العلماء ذهبوا إلى القول بأن حالات المادة هي ليست فقط سائلة وصلبة وغازية بل توجد حالة تدعى البلازما، وتحدث نتيجة استمرار تسخين جزيئات الغاز إلى درجات حرارة عالية جدًا وتحدث مثل هذه العملية على سطح الشمس حيث تقدر درجة الحرارة بحوالي 5726.67 درجة مئوية، فتتسبب الطاقة الحرارية العالية جدًا الناتجة بتخليص الإلكترونات من جزيئات الغاز فينتج بالتالي ذرات محايدة وجسيمات متأينة والكثير من الإلكترونات الحرة، وتتدفق الجسيمات المتأينة الناتجة على شكل سائل وقد تتكتل معًا مشكلةً البلازما.
شاهد أيضًا: الصلبه والسائله والغازيه هي امثله على
وفي الختام تم التوضيح ماذا يحدث لجزيئات الغاز عند تسخينه ، وأهم المعلومات حول طبيعة الغازات وطريقة تأثرها بمستويات الحرارة المختلفة وأبرز التطبيقات الحياتية على عملية تسخين الغاز.
المراجع
- ^
sciencing.com , What Happens When Gas Is Heated? , 26/01/2022