تتناسب سرعة التدفق الغاز تناسب عكسيا مع الكتلة المولية

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته، طلابي، وطالباتي الأعزاء، عدنا لكم طلاب التعليم الثانوي نظام المقررات مسار العلوم الطبيعية، في مادة كيمياء ٣، بموضوع درس جديد، وإجابة صحيحة لسؤال: تتناسب سرعة التدفق الغاز تناسب عكسيا مع الكتلة المولية. ابقواء معنا لنفيدكم أكثر عن تفاصيل الإجابة الصحيحة…

تتناسب سرعة التدفق الغاز تناسب عكسيا مع الكتلة المولية

الإجابة الصحيحة هي: ( صواب )، وذلك حسب قانون جراهام؛ للتدفق ينص على أن معدل سرعة تدفق يتناسب تناسباً عكسياً مع الجذر التربيعي للكتلة المولية.

تفسير سلوك الغاز

• تفسير سلوك الغاز Explaining the Behavior of Gases:
  • تساعد نظرية الحركة الجزيئية على تفسير سلوك الغازات؛ إذ تسمح حركة الجسيمات الدائمة مثلاً للغاز أن يمتد حتى يملأ الوعاء الموجود فيه تماماً، كما يحدث عند ملء كرة بالهواء، أو عند نفخ بالون بالهواء، حيث تنتشر جسيمات الغاز، وتتوزع لتملاً الوعاء كله.
• كثافة منخفضة؛
  • تذكر أن الكثافة هي كتلة الجسم في وحدة الحجم، وأن كثافة غاز الكلور عند درجة حرارة 20ْC تساوي (2.95 × 10-³g /mL )، وكثافة الذهب الصلب تساوي (19.3g/mL). ولذا فإن كثافة الذهب تزيد على كثافة الكلور 6500 مرة تقريباً.
  • ولا يعود هذا الفرق الكبير بين الكثافتين إلى الاختلاف بين كتلة ذرات الذهب، وجسيمات الكلور فقط، بل على وجود فراغ كبير بين جسيمات الغاز أيضآ، لذلك يكون عدد جسيمات الكلور أقل من عدد ذرات الذهب في الحجم نفسه كما تنص على ذلك نظرية الحركة الجزيئية.
• الانظغاط والتمدد؛
  • إذا عصرت وسادة في البولسترين بالضغط عليها فإن حجمها يقل؛ وذلك لأن المسافة بين الجزيئات كبيرة جداً، فعند الضغط تبدأ الجزيئات بالتقارب، وبالتالي يقل الحجم، وعند التوقف عن الضغط وبفعل الحركة السريعة، والعشوائية للجزيئات فإنها تتباعد بعضها عن بعض، وتزداد المسافات، وتعود إلى وضعها الأصلي.
• الانتشار والتدفق؛
  • وفقاً لنظرية الحركة الجزيئية، ونظراً لإن المسافة كبيرة بين الجزيئات، فإن قوى التجاذب بين جسيمات الغاز تكاد تكون منعدمة.
  • ولهذا تنتشر هذه الجسيمات بسهولة، وتكون الحركة العشوائية لجسيمات الغازات باختلاط بعضها ببعض، حتى يصبح توزيع الغازات المختلطة متساوياً.
  • يصف “الإنتشار” حركة تداخل المواد معاً، وقد يكون هذا المصطلح حديثاً، ولكن عملية الإنتشار مالوفة لك، فأنت تشم رائحة الطعام عند طهيه في أرجاء المنزل كلها؛ بسبب إنتشار جسيمات الغاز من منطقة ذات تركيز عال ( وهي في هذه الحالة المطبخ ) إلى منطقة ذات تركيز منخفض ( باقي أرجاء المنزل ).
  • اما التدفق فهو عملية ذات صله بالانتشار، ويحدث التدفق عندما يخرج الغاز من خلال ثقب صغير.
  • قانون جراهام؛ للتدفق ينص على أن معدل سرعة تدفق الغاز يتناسب تناسباً عكسياً مع الجذر التربيعي للكتلة المولية.
  • تعتمد سرعة الإنتشار بالدرجة الأولى على كتلة الجسيمات؛ حيث تنتشر الجسيمات الخفيفة أسرع من الثقيلة. ويمكن وصف متوسط الطاقة الحركية للغازات المختلفة عند درجة الحركة نفسها بالمعادل KE=½mv².
  • ومع ذلك فإن كتلة جسيمات الغاز تختلف من غاز إلى آخر، وحتى يكون للجسيمات الخفيفة متوسط الطاقة الحركية للجسيمات الثقيلة لا بد أن يكون نفس متوسط سرعاتها المتجهة أكبر.
  • وينطبق قانون جراهام أيضاً على معدل سرعة الإنتشار، وهذا منطقي؛ إذ تنتشر الجسيمات الثقيلة أبطأ من الجسيمات الخفيفة عند درجة الحرارة نفسها.

إلى هنا أكون قد أنهيت معكم إجابة سؤال: تتناسب سرعة التدفق الغاز تناسب عكسيا مع الكتلة المولية. والتي كانت كما وضحناها لكم اعلاء هذه المقال المقدم عبر موقعنا الإلكتروني اعرفها صح لنشر الخدمات الإلكترونية، والمقالات الطبية، ومشاركة الأسئلة لكافة المراحل التعليمية بالمملكة العربية السعودية أونلاين.