قانون الغاز المثالي

الغاز هو ببساطة عينة مشتتة من المادة السائلة وتتوسع بحرية لتحتل المساحة المتاحة. ومع ذلك ، فإن عددا معينا من جزيئات الغاز يشغل حجما معينا تحت درجة حرارة وضغط محددين. يمكننا وصف سلوك الغاز تحت هذه المعلمات باستخدام قانون الغاز المثالي، الذي يستخدم ثابت الغاز الشامل، R، لربط كل هذه المتغيرات.

ثابت الغاز الكوني يساوي 8.314 جول لكل مول كلفن. تمكننا هذه المعادلة من فهم علاقات الحالة في النظام الغازي. على سبيل المثال، في نظام درجة حرارة وضغط ثابتين، نعلم أن إضافة المزيد من مولات الغاز تؤدي إلى زيادة في الحجم. وبالمثل، يمكننا أن ننظر إلى نظام درجة حرارة ثابتة ومولات ونلاحظ أن انخفاض الحجم يؤدي إلى زيادة الضغط.

يتمثل أحد التحديات في أن قانون الغاز المثالي يصف الغازات التي تتصرف بشكل مثالي. إذن ماذا نعني بذلك؟ يفترض السلوك المثالي أنه أولا ، الجزيئات نفسها صغيرة بشكل لا نهائي وليس لها حجم وأن المسافة بين الجزيئات أكبر بكثير من حجم الجزيء الفردي.

ثانيا ، نفترض أن الجزيئات تتحرك باستمرار. أي تصادمات تحدث بين الجزيئات مرنة ، وحركتها خالية من الاحتكاك ، مما يعني أن الجزيئات لا تفقد الطاقة. أخيرا ، نفترض أنه لا توجد قوى بين الجزيئات تعمل بين الجزيئات ومحيطها.

لسوء الحظ ، لا تتصرف معظم الغازات بشكل مثالي. عند درجة حرارة منخفضة جدا أو ضغط مرتفع ، تكون الجزيئات قريبة جدا من بعضها البعض وبطيئة الحرك