5.8
جميع جزيئات الغاز لها طاقة حركية،وهي دالة على كتلة الجسيم،بالكيلوغرامات،والسرعة،أو مقدار سرعتها،بالأمتار في الثانية. مع كل اصطدام فإنّالسرعات الفردية لجزيئات الغاز تتغير. لذلك،مجموعة من جزيئات الغاز،في الواقع،لها توزيع أو نطاق للسرعة و طاقة حركية.
هذا يعني أنه في أي لحظة،بعض الجزيئات تتحرك أبطأ من غيرها. ومع ذلك،متوسط الطاقة الحركية يبقى كما هو. يرتبط متوسط الطاقة الحركية بمتوسط مربعات السرعات،أو متوسط تربيع السرعة-كلاهما يظل ثابتًا عند درجة حرارة معينة للغاز.
الآن،متوسط الطاقة الحركية لمول واحد من الغاز يتم التعبير عنه من خلال إدخال ثابت أفوجادرو،NA. حاصل ضرب الكتلة لكل جسيم،وثابت أفوجادرو للجسيمات لكل مول،يساوي الكتلة المولية للغاز بالكيلوجرام لكل مول. نتذكر من النظرية الجزيئية الحركية أن متوسط الطاقة الحركية للمول الغازي تتناسب طرديا مع درجة الحرارة.
من خلال الاشتقاقات المعقدة،لثابت التناسب تم العثور على 3/2 R.بالجمع بين المعادلتين وإعادة ترتيب المصطلحات،وأخذ الجذر التربيعي على كلا الجانبين يربط بين الجذر التربيعي لمتوسط السرعة التربيعية ويسمى أيضًا جذر-المتوسط-التربيعي،أو RMS،و بين السرعة الكتلة المولية ودرجة الحرارة المطلقة للغاز. سرعة RMS متناسبة عكسيًا مع الكتلة المولية وتتناسب طرديا مع درجة الحرارة. لنفترض أن غازين الهيليوم والأرجون موجودان في نفس درجة الحرارة.
بما أن الهيليوم له الكتلة المولية الأقل،تشير المعادلة إلى أن الهليوم يجب أن يحتوي على RMS أعلى سرعة من الأرجون. يتم إجراء ملاحظة مماثلة في جزء من توزيع السرعات الجزيئية لثلاثة غازات الهيليوم والأرجون والكلور بنفس درجة الحرارة. نلاحظ أنه على الرغم من احتواء جميع الغازات على نفس متوسط الطاقة الحركية،أخف غاز،الهيليوم،لديه أعلى سرعة RMS وأوسع سرعة توزيع،بالاشارة الى أوسع نطاق من السرعات الجزيئية.
جزء من توزيع السرعة لأي غاز لنقل الأرجون في درجات حرارة مختلفة،يظهر زيادة في سرعة RMS،وتوسيع توزيع السرعة،عند أعلى درجات الحرارة. باختصار،تتحرك الغازات بشكل أسرع في درجات الحرارة المرتفعة. على سبيل المثال،جزيئات الغاز المسببة للرائحة من الطعام الساخن تتحرك أسرع من الجزيئات من الطعام البارد.
وبالتالي،يتم اكتشاف الطعام الساخن بشكل أسرع من الطعام البارد.
تشرح النظرية الجزيئية الحركية نوعيّاً السلوكيات الموصوفة في قوانين الغاز المختلفة. ويمكن تطبيق افتراضات هذه النظرية بطريقة أكثر كمّية لاشتقاق هذه القو…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.