خصائص-الغازات

الغازات

توجد المادة في الطبيعة على واحدةٍ من ثلاث حالاتٍ هي الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية، وللغازات أهميةٌ كبيرةٌ في حياة الإنسان والكائنات الحية، حيث يتألّف الغلاف الجوي المحيط بالكرة الأرضية من خليطٍ من الغازات كالنيتروجين والأكسجين والآرغون وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون، إلى جانب غازاتٍ بنسبٍ ضئيلةٍ كالنيون والهيليوم والهيدروجين، كما أنها ضرورية للتنفّس والتمثيل الغذائي وعمليات التصنيع وغيرها من الاستخدامات، وهذا المقال سيتطرق إلى أبرز خصائص الغازات.

خصائص الغازات

الغازات في الكيمياء والفيزياء جزءٌ أساسيٌّ منذ أن وضع روبيرت بويل سنة 1662م قانون بويل المتعلق بالغازات عند ثبات درجة الحرارة، وبعد ذلك توالت جهود العلماء في التعرف على خصائص الغازات ووضع القوانين الخاصة بها، ومن تلك الخصائص:

• أنها موائع مثلها مثل السوائل، أي أنها قابلة للانتقال والجريان من مكانٍ إلى آخر.
• تأخذ شكل الحيز أو الوعاء الذي توضع فيه أي أنها تفتقر إلى المقاومة لتغيير الشكل.
• تحتل أو تشغُل كامل الحيّز أو الوعاء الذي توضع فيه.
• لديها القابليّة إلى الانضغاط؛ نظرًا لوجود مسافات كبيرة بين جزيئات الغاز الواحد.
• لديها القابلية للانتشار بسرعةٍ أكبر من السوائل بسبب ازدياد المسافة بين الجزيئات وضعف الترابط فيما بينها مما يسمح لها بالانتشار لمسافاتٍ بعيدةٍ.
• قوى التجاذب بين جزيئاتها ضعيفة جدًا.
• جزيئات الغاز في حالة حركة دائمةٍ ومستمرةٍ وسريعةٍ وعشوائيةٍ في الاتجاهات كافة.
• انخفاض الكثافة؛ نظرًا لأن معظم حجم الغاز مكون من الفراغ بسبب صِغر حجم الجزيئات وتباعدها عن بعضها البعض.
• حركة الغازات تتأثّر بارتفاع درجة الحرارة فكلما زادت الحرارة زادت عدد التصادمات بين جزيئات الغاز بسبب زيادة سرعتها كما يزيد عدد التصادمات مع جدار الوعاء الذي يحتويه والذي يظهر فيزيائيًّا على شكل ضغط وهذا النوع من التصادمات يُعرف بالتصادم المرن للغازات أي أنّه لا يحصل نتيجته أي فقدان للطاقة الكلية الخاصة بالغاز.

قوانين الغازات

هي عبارة عن مجموعةٍ من القوانين الفيزيائية التي وضعها عددٌ من العلماء بعد دراسة سلوك الغازات المختلفة والتعرف على خصائصها وطرق تصرفها في التفاعلات الكيميائية وذلك للربط بين عدة عوامل مؤثرة في أي غازٍ وهي:

• الضغط ويرمز له بالرمز P ويقاس بوحدة باسكال.
• درجة الحرارة مقاسةً بالكلفن ويرمز لها بالرمز T.
• الحجم ويرمز له بالرمز V ويقاس بوحدة م³/ كجم.
• الكثافة ويرمز لها بالرمز ρ وتقاس بوحدة كجم/ م³.

وقوانين الغازات ثلاثةٌ هي:

• قانون بويل: عند ثبات درجة الحرارة فإن ضغط الغاز يتناسب عكسيًّا مع حجمه (P1V1=P2V2).
• قانون شارل: عند ثبات الضغط فإن حجم عينةٍ من الغاز تتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة المؤثرة على العينة (V1⁄T1= V2⁄T2).
• قانون جاي لوساك: عند ثبات حجم الوعاء فإن ضغط الغاز في الوعاء يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة المؤثرة على الوعاء والغاز (P1⁄T1= P2⁄T2).