دوسية الطيف في الكيمياء

الحالة الغازية

الوحدة الأولى: حالات المادة — الكيمياء | التوجيهي الأردني

دوسية الطيف في الكيمياء — المهندس معتصم جادالله

2026/2027

01

مدخل الدرس ونتاجات التعلم

تفسير الخصائص الفيزيائية للغازات بنظرية الحركة الجزيئية
التأصل إلى قوانين الغازات وفهم سلوكها وتطبيقها عمليًا
إجراء حسابات باستخدام قوانين الغازات وقانون الغاز المثالي

تفسّر نظرية الحركة الجزيئية خصائص الغازات، وتستخدم قوانين الغازات في وصف العلاقة بين العوامل التي تؤثر في سلوك الغاز.

نظرية واحدة تفسّر، وقوانين خمسة تربط الحجم والضغط والحرارة وكمية الغاز.

مفردات الدرس — الفائدة والاطمئنان

المفردة الإنجليزية	المقابل العربي
Kinetic Molecular Theory	نظرية الحركة الجزيئية
Ideal Gas	الغاز المثالي
Elastic Collisions	تصادمات مرنة
Boyle's Law	قانون بويل
Charles's Law	قانون شارل
Gay-Lussac's Law	قانون جاي-لوساك
…

الفائدة والاطمئنان: مفردات الدرس

احفظ هذه المفردات؛ ستراكم في كل قانون قادم.

02

الخصائص الفيزيائية للغازات

ما الذي يميز الحالة الغازية عن السائلة والصلبة؟

ما الذي يميز الغاز؟

يتمدّد تلقائيًا ويشتّت ليملأ الوعاء؛ فحجمه يساوي حجم الوعاء.
قابل للانضغاط Compressible: بزيادة الضغط يقلّ حجمه.
العلماء فسّروا هذه الخصائص بنظرية الحركة الجزيئية.

03

نظرية الحركة الجزيئية

بنود النظرية الخمسة والغاز المثالي

نظرية الحركة الجزيئية Kinetic Molecular Theory

نظرية علمية طوّرها العلماء لتفسير سلوك الغازات؛ افترضت وجود غاز سميّ الغازَ المثالي، وتُطبَّق عليه بنودُ النظرية وقوانينُ الغاز.

الغاز المثالي Ideal Gas

غاز افتراضي hypothetical جُسيماته صغار وقوى التجاذب بينها معدومة؛ لا يمكن إسالته مهما زاد الضغط المؤثر فيه أو انخفضت درجة حرارته.

مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الشكل (1): الحركة العشوائية لجُسيمات الغاز

حركة مستمرة وعشوائية وسريعة في جميع الاتجاهات ومسارات مستقيمة.
بند 1: الجُسيمات متاهمة (مهملة الحجم) ومتباعدة جدًا؛ معظم الحجم فراغ — لذلك يُنضغط الغاز بسهولة.

04

تتمة بنود النظرية

التصادم المرن وقوى التجاذب والطاقة الحركية

التصادم المرن Elastic Collision

تصادمٌ يبقى فيه مجموع الطاقة الحركية للجسيمات ثابتًا؛ فالطاقة التي يفقدها أحد الجسيمات يكسبها جسيم آخر عند درجة الحرارة نفسها.

البندان 4-5: التجاذب والطاقة الحركية

قوى التجاذب بين جُسيمات الغاز المثالي معدومة؛ لذلك لا يمكن إسالته مهما زاد الضغط أو انخفضت الحرارة.
متوسط الطاقة الحركية Kinetic Energy للجُسيمات يعتمد على سرعتها.
السرعة تزداد بزيادة درجة الحرارة — فالحرارة مقياس للطاقة الحركية المتوسطة.

05

الغازات الحقيقية Real Gases

متى يطابق الغاز الحقيقي سلوك المثالي؟

الغاز الحقيقي: متى يشبه المثالي؟

ظروف عادية

المسافات بين الجُسيمات كبيرة
قوى التجاذب ضعيفة
السلوك يشبه الغاز المثالي

ضغط عالٍ أو حرارة منخفضة جدًا

المسافات تقل وقوى التجاذب تزداد
تقل الحركة العشوائية وينحرف عن السلوك المثالي
قد يتحول إلى سائل — مثال: الهيليوم

سؤال

أفكُّر

أيُّ الغازين Ne أم تتوقَّعُ أن يكون أقربَ في سلوكه إلى الغاز المثالي عند الظروفِ نفسها؟

الجواب

النيون Ne.

لأن قوى التجاذب بين ذراته (غاز نبيل مفرد) أضعف من قوى التجاذب بين جزيئات القطبية؛ وكلما ضعف التجاذب اقترب السلوك من المثالي.

سؤال

أتأكد

ما الظروفُ التي يكونُ سلوكُ الغازِ الحقيقيِّ عندها أقربَ إلى سلوكِ الغازِ المثاليِّ؟

الجواب

الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المرتفعة.

فيهما تتسع المسافات بين الجسيمات ويضعف التجاذب ويصبح الحجم مهملًا مقارنة بحجم الوعاء.

06

قوانين الغاز ووحدات الضغط

أصل ضغط الغاز ووحداته قبل أول قانون

مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الشكل (2): من أين ينشأ ضغط الغاز؟

التصادم المستمر للجُسيمات مع جدر الإناء يولّد قوة على وحدة المساحة = الضغط.
ضغط كمية محددة من الغاز يعتمد على عاملين: حجم الغاز ودرجة حرارته.

وحدات قياس الضغط

الضغط الجوي atm — الوحدة الأساسية في قوانيننا.
مليمتر زئبق mmHg: 1 atm = 760 mmHg.
كيلوباسكال kPa: 1 atm = 101.3 kPa.
قوانين الغاز تربط: كمية الغاز وحجمه وضغطه ودرجة حرارته.

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 1: تحويل وحدات الضغط

المعطيات

P = 798 mmHg

المطلوب

الضغط بوحدة atm ثم بوحدة kPa

العلاقة

1 atm = 760 mmHg

الحساب

P = 798 × (1/760) = 1.05 atm

العلاقة

760 mmHg = 101.3 kPa

الحساب

P = 798 × (101.3/760) = 106.4 kPa

07

قانون بويل Boyle's Law

العلاقة العكسية بين الضغط والحجم

قانون

قانون بويل Boyle's Law

حجم كمية محددة من الغاز المحصور يتناسب عكسيًّا مع الضغط عند ثبات درجة الحرارة: P × V = Constant.

Vحجم الغاز (لتر L أو مليلتر mL)L أو mL

Pضغط الغازatm

مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الشكل (3): أثر الضغط في الحجم عند ثبات الحرارة

المشهد العلوي: ضغط أقل — حجم أكبر.
المشهد السفلي: ضغط أكبر — حجم أصغر؛ درجة الحرارة نفسها في المشهدين.

رسم بياني

الشكل (4): منحنى العلاقة العكسية V-P

المنحنى هابط أسّي: كلما زاد الضغط انخفض الحجم.
عند P = 0.25 atm يكون V = 1.40 L، وعند 0.50 atm ينصف إلى 0.70 L.

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 2: تطبيق قانون بويل

المعطيات

= 150 mL ، = 0.950 atm ، = 0.990 atm

المطلوب

عند درجة الحرارة نفسها

القانون

× = ×

التعويض

= × / = (0.950 × 150) / 0.990

الجواب

= 143.94 mL

سؤال

أتثبَّت 1

عينةٌ من غاز محصور حجمُها 4 L عند ضغط 2 atm شوه لها بالتمدد حتى أصبح حجمُها 12 L. أحسبْ ضغطَها عند درجة الحرارة نفسها.

الجواب

≈ 0.67 atm

= × / = (2 × 4) / 12 = 0.67 atm؛ تضاعف الحجم ثلاث مرات فصار الضغط ثلث الأصل.

08

قانون شارل Charles's Law

العلاقة الطردية بين الحجم والحرارة المطلقة

قانون

قانون شارل Charles's Law

حجم كمية محددة من الغاز المحصور يتناسب طرديًّا مع درجة حرارته المطلقة عند ثبات الضغط: V/T = Constant.

Vحجم الغازL

Tدرجة الحرارة المطلقةK

درجة الحرارة المطلقة (الكلفن)

قوانين الغاز تستخدم درجة الحرارة المطلقة T بالكلفن.
معادلة التحويل: T(K) = T(°C) + 273.
مثال: 327 °C تساوي 600 K، و27 °C تساوي 300 K.

مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الشكل (5): أثر رفع الحرارة في الحجم عند ثبات الضغط

المشهد العلوي: حرارة منخفضة — حجم أصغر (بلا لهب).
المشهد السفلي: لهب يرفع الحرارة — حجم أكبر؛ وساعة الضغط بقراءة ثابتة.

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 3: تطبيق قانون شارل

المعطيات

= 6.82 L ، = 327 °C ، = 27 °C

التحويل

= 327 + 273 = 600 K ، = 27 + 273 = 300 K

القانون

/ = /

التعويض

= 6.82 × (300 / 600)

الجواب

= 3.41 L

سؤال

أتثبَّت 2

عينةٌ من غاز محصور حجمُها 430 mL عند 24 °C. عند أيِّ درجةِ حرارةٍ يصبح حجمُها 0.75 L بفرض ثبات الضغط؟

الجواب

≈ 518 K أي حوالي 245 °C

= 24 + 273 = 297 K، و = × / = 297 × 750 / 430 ≈ 518 K.

تجربة عملية

التجربة 1: تحري قانون بويل عمليًا

المواد والأدوات

محقن طبي 50 mL
ساعة قياس ضغط
أنبوب مطاطي

إرشادات السلامة

التأبع بإرشادات السلامة العامة في المختبر
ارتداء معطف المختبر والنظارات الواقية والقفازات

خطوات العمل

أركب الجهاز كما في الصورة: المحقن موصول بالأنبوب وساعة الضغط.
أحكم إغلاق الأنبوب المطاطي في المحقن وساعة قياس الضغط.
أسحب مكبس المحقن إلى أعلى وأسجل قيمة الضغط، وأكرر عند بقية الحجوم وأسجل ملاحظاتي.

التحليل والاستنتاج

أرسم بيانيًّا العلاقة بين حجم الغاز وضغطه.
أرسم بيانيًّا العلاقة بين حجم الغاز V و1/P.
أصف العلاقة بين ضغط الغاز وحجمه وأفسرها.

[Placeholder IMG-H-001]

IMAGE REQUIRED

assets/images/generated/IMG-H-001.png | webp | jpg | svg

جهاز التجربة: محقن متصل بساعة ضغط

09

قانون جاي-لوساك Gay-Lussac's Law

الضغط يتناسب طرديًا مع الحرارة المطلقة عند ثبات الحجم

قانون

قانون جاي-لوساك

ضغط كمية محددة من الغاز المحصور يتناسب طرديًّا مع درجة حرارته المطلقة عند ثبات حجمه.

Pضغط الغازatm أو mmHg

Tدرجة الحرارة المطلقةK

مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الشكل (6): أثر الحرارة في الضغط عند ثبات الحجم

قبل التسخين: سهم قوة صغير على المكبس وحركة أهدأ للجسيمات.
بعد التسخين: طاقة حركية أعلى وتصادمات أكثر فيزداد الضغط — سهم أكبر من .

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 4: عبوة الرضّاع وتحذير الحرارة

المعطيات

= 775 mmHg ، = 25 °C ، = 40 °C — الحجم ثابت

التحويل

= 298 K ، = 313 K

القانون

/ = /

الحساب

= 775 × (313 / 298) = 814.0 mmHg

التحويل

= 814.0 × (101.3 / 760)

الجواب

= 814.0 mmHg = 108.497 kPa

سؤال

أتثبَّت 3

إذا كان ضغطُ الهواء داخل إطار سيارة 1.85 atm عند 27 °C، وبعد قيادتها مسافة معينة أصبح 2.2 atm، فاحسبْ درجةَ حرارته بفرض ثبات حجمه.

الجواب

≈ 357 K أي حوالي 84 °C

= 27 + 273 = 300 K، و = × / = 300 × 2.2 / 1.85 ≈ 357 K.

10

القانون الجامع للغازات The Combined Gas Law

قانون واحد يجمع المتغيرات الثلاثة

قانون

القانون الجامع للغازات

يجمع قوانين بويل وشارل وجاي-لوساك: يصف العلاقة بين ضغط كمية محددة من الغاز المحصور وحجمها ودرجة حرارتها.

Pضغط الغازatm أو mmHg

Vحجم الغازL

Tدرجة الحرارة المطلقةK

بالونات الطقس تحمل أجهزة لقياس عناصر الطقس في طبقات الجو العليا، وينفجر فوق 27 km بسبب زيادة حجم الغاز فيه الناجم عن انخفاض الضغط الخارجي.

دائرة الأرصاد الجوية الأردنية أنشأت محطة خاصة لإطلاق البالونات في محافظة المفرق.
بيانات الحرارة والرطوبة والضغط تُرسل إلى المحطات الأرضية لدقة التنبؤات الجوية.

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 5: تطبيق القانون الجامع

المعطيات

= 803 mmHg ، = 5 L ، = -20 °C ، = 7 L ، = 97 °C

التحويل

= -20 + 273 = 253 K ، = 97 + 273 = 370 K

القانون

( × ) / = ( × ) /

التعويض

= (803 × 5 × 370) / (253 × 7)

الجواب

= 838.82 mmHg

سؤال

أتثبَّت 4

بالون يحتوي على 50 L من غاز الهيليوم عند درجة حرارة 25 °C وضغط 1.08 atm. احسبْ حجمَهُ عند ضغط 0.80 atm ودرجة حرارة 10 °C.

الجواب

≈ 64 L

= / () = (1.08 × 50 × 283) / (298 × 0.80) ≈ 64 L.

11

قانون أفوجادرو Avogadro's Law

الحجم يتناسب مع عدد المولات: الحجم المولي 22.4 L

مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الشكل (7): أحجام متساوية — عدد متساوٍ من الجسيمات

أربعة بالونات بأحجام متساوية عند الظروف نفسها تحتوي العدد نفسه من الجسيمات.
حجم المول الواحد من أي غاز = 22.4 L في الظروف المعيارية (0 °C و1 atm) — الحجم المولي.

الحجم المولي Molar Volume

حجم المول الواحد من أي غاز، ويساوي 22.4 L في الظروف المعيارية.

الظروف المعيارية Standard Temperature and Pressure (STP)

درجة حرارة 0 °C وضغط يساوي 1 atm — عندها يبلغ الحجم المولي 22.4 L.

قانون

قانون أفوجادرو

الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تحتوي العدد نفسه من الجسيمات عند الظروف نفسها؛ أي أن حجم الغاز يتناسب طرديًّا مع عدد مولاته عند ثبات الضغط والحرارة.

Vحجم الغازL

nعدد المولاتmol

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 6: تطبيق قانون أفوجادرو

المعطيات

= 2.2 L ، n1 = 0.1 mol ، = 2.8 L — الضغط والحرارة ثابتان

القانون

/ n1 = / n2

الترتيب

n2 = n1 × /

التعويض

n2 = (0.1 × 2.8) / 2.2

الجواب

n2 = 0.127 mol

سؤال

أتثبَّت 5

ما الحجمُ الذي يشغلُهُ 3.5 mol من غاز الكلور في الظروف المعيارية؟

الجواب

V = 78.4 L

الحجم المولي 22.4 L، إذن V = 3.5 × 22.4 = 78.4 L.

12

قانون الغاز المثالي Ideal Gas Law

P وV وT وn في معادلة واحدة

قانون

قانون الغاز المثالي

يربط ضغط الغاز وحجمه ودرجة حرارته وعدد مولاته؛ ينطبق على الغاز المثالي ويطبق على الحقيقية بافتراض سلوك مثالي.

Pضغط الغازatm

Vحجم الغازL

nعدد المولاتmol

Rثابت الغاز العام0.082 L.atm/mol.K

Tدرجة الحرارة المطلقةK

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 7: تطبيق قانون الغاز المثالي

المعطيات

n = 0.45 mol ، V = 1.5 L ، T = 20 °C ، R = 0.082 L.atm/mol.K

التحويل

T = 20 + 273 = 293 K

القانون

PV = nRT

التعويض

P = (0.45 × 0.082 × 293) / 1.5

الجواب

P = 7.2 atm

سؤال

أتثبَّت 6

تُعبَّأُ كراتُ التنس بغاز النيتروجين. أحسبْ عددَ مولاتِ الغاز في كرة حجمُها 0.15 L وضغطُ الغاز داخلها 2 atm عند درجة حرارة 25 °C.

الجواب

n ≈ 0.0123 mol

T = 298 K، وn = PV / (RT) = (2 × 0.15) / (0.082 × 298) ≈ 0.0123 mol.

13

قانون دالتون للضغوط الجزئية

الضغط الكلي لخليط غازات غير متفاعلة

الضغط الجزئي Partial Pressure

الضغط الجزئي: الضغط الذي يؤثره الغاز في خليط من الغازات غير المتفاعلة.
كل غاز في الخليط يتصرف كأنه وحده في الحجم والحرارة نفسيهما.
الضغط الكلي داخل الإناء يساوي مجموع الضغوط الجزئية.

قانون

قانون دالتون للضغوط الجزئية

الضغط الكلي لخليط من الغازات التي لا تتفاعل مع بعضها يساوي مجموع الضغوط الجزئية لجميع مكونات الخليط.

P_Tالضغط الكلي لخليط الغازاتatm

P_Aالضغط الجزئي للغاز Aatm

P_Bالضغط الجزئي للغاز Batm

P_Cالضغط الجزئي للغاز Catm

مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الشكل (8): الضغط الكلي = مجموع الضغوط الجزئية

وعاء A: 10 جسيمات حمراء بضغط جزئي PA.
وعاء B: 7 جسيمات خضراء بضغط جزئي PB.
الوعاء A+B: 17 جسيمة (10+7) وضغطه الكلي يساوي PA + PB.

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 8: مجموع الضغوط الجزئية

المعطيات

P() = 0.247 atm ، P() = 0.346 atm ، P() = 0.444 atm

القانون

PT = P() + P() + P()

التعويض

PT = 0.247 + 0.346 + 0.444

الجواب

PT = 1.037 atm

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 9: دالتون مع قانون الغاز المثالي

المعطيات

n(He) = 0.02 mol ، n() = 0.01 mol ، V = 5 L ، T = 10 °C = 283 K

الملاحظة

الضغوط الجزئية غير معطاة؛ أحسبها بقانون الغاز المثالي P = nRT/V

حساب P(He)

P(He) = (0.02 × 0.082 × 283) / 5 = 0.093 atm

حساب P(H2)

P() = (0.01 × 0.082 × 283) / 5 = 0.046 atm

الجواب

PT = 0.093 + 0.046 = 0.139 atm

حل مرحلي — كل نقرة تكشف خطوة

المثال 10: إيجاد الضغط الجزئي المجهول

المعطيات

n() = 0.75 mol ، n() = 0.3 mol ، V = 3.5 L ، T = 110 K ، PT = 3.56 atm

حساب P(N2)

P() = (0.75 × 0.082 × 110) / 3.5 = 1.932 atm

حساب P(O2)

P() = (0.3 × 0.082 × 110) / 3.5 = 0.773 atm

القانون

3.56 = 1.932 + 0.773 + P()

التبسيط

3.56 = 2.705 + P()

الجواب

P() = 0.855 atm

سؤال

أتثبَّت 7

خلَط 2 L من غاز النيتروجين ضغطُهُ 0.395 atm مع 3 L من غاز الهيدروجين ضغطُهُ 0.11 atm في وعاء واحد حجمُهُ 1 L. أحسبْ الضغطَ الكليَّ للخليط عند درجة الحرارة نفسها.

الجواب

PT = 1.12 atm

كل غاز يتمدد لملء الوعاء: P() = 0.395 × 2/1 = 0.79 atm، وP() = 0.11 × 3/1 = 0.33 atm، فPT = 0.79 + 0.33 = 1.12 atm.

سؤال

أتثبَّت 8

خليطٌ يتكون من 5.04 g و0.28 g وغاز في دورق حجمه 5 L عند درجة حرارة مطلقة 300 K. إذا كان الضغط الكلي 2.35 atm؛ أحسبْ الضغطَ الجزئيَّ لكل غاز. علماً أن: Mr() = 2 g/mol وMr() = 28 g/mol.

الجواب

P() ≈ 0.89 atm ، P() ≈ 0.69 atm ، P() ≈ 0.78 atm

n() = 5.04/28 = 0.18 mol وn() = 0.14 mol؛ وRT/V = 4.92؛ فP() = 0.886 وP() = 0.689؛ ومجموعهما 1.575؛ إذن P() = 2.35 − 1.575 = 0.775 atm.

14

مراجعة الدرس

تدريبات شاملة بكل أنماط الأسئلة

سؤال

مراجعة 1 — الفكرة الرئيسة

أفسِّرْ: تشاثُةَ الغازاتِ في خصائصِها الفيزيائيّة.

الجواب

السبب اختلاف قوى التجاذب بين جُسيمات كل غاز.

كلما ضعفت قوى التجاذب واختلفت طبيعة الجسيمات وأحجامها اختلف السلوك الفيزيائي (الانضغاط والتمدد والتحول للسائل) من غاز إلى آخر.

سؤال

مراجعة 2 — المفرد

أوضِّحْ المُفردَ المقصود بكلٍّ مِن: الغاز المثالي. الضغط الجزئي للغاز.

الجواب

الغاز المثالي: غاز افتراضي جسيماته صغيرة وقوى تجاذبها معدومة لا يُسال. الضغط الجزئي: ضغط الغاز في خليط غير متفاعل.

أعد صياغة التعريفين بكلماتك مع مثال.

سؤال

مراجعة 3 — وصف نوعي

عينةٌ من غاز الهيدروجين في الظروف المعيارية نُقُلت إلى وعاء أصغر حجمًا عند درجة الحرارة نفسها. أصف التغيُّرَ الذي يحدث لكلٍّ مِن: متوسط الطاقة الحركية لجُزيئات ، عدد التصادمات الكلية خلال وحدة الزمن، ضغط غاز .

الجواب

الطاقة الحركية المتوسطة ثابتة؛ التصادمات تزداد؛ الضغط يزداد.

درجة الحرارة ثابتة فلا يتغير متوسط الطاقة الحركية؛ تقارب الجسيمات في الحجم الأصغر يزيد عدد التصادمات بالجدران فيرتفع الضغط.

سؤال

مراجعة 4 — بويل

بالون هيليوم حجمُهُ 300 mL عند ضغط 1 atm ارتفع إلى أعلى بحيث أصبح الضغط 0.63 atm؛ احسبْ حجمَهُ الجديدَ بفرض ثبات درجة الحرارة.

الجواب

≈ 476 mL

= / = (1 × 300) / 0.63 ≈ 476 mL.

سؤال

مراجعة 5 — القانون الجامع

غاز محصور حجمُها 3.5 L عند 20 °C وضغط 0.86 atm؛ احسبْ درجةَ حرارتِها المطلقةَ إذا شوه لها بالتمددُ حتى أصبح حجمُها 8 L عند ضغط 0.56 atm.

الجواب

≈ 436 K

= 293 K، و = × / () = 293 × (0.56 × 8) / (0.86 × 3.5) ≈ 436 K.

سؤال

مراجعة 6 — الغاز المثالي

أُنتِجَ في تفاعلٍ ما 5.67 g من غاز ؛ احسبْ حجمَ الغاز عند 23 °C وضغط يساوي 0.985 atm. (Mr() = 44 g/mol)

الجواب

V ≈ 3.18 L

n = 5.67/44 = 0.129 mol، وV = nRT/P = (0.129 × 0.082 × 296) / 0.985 ≈ 3.18 L.

سؤال

مراجعة 7 — خليط بالكتل

أحسبْ الضغطَ الكليَّ لخليطٍ مكوَّنٍ مِن 6 g من غاز الأكسجين و9 g من غاز الميثان في وعاء حجمُهُ 15 L عند 0 °C. (Mr() = 32 g/mol ، Mr() = 16 g/mol)

الجواب

PT ≈ 1.12 atm

n() = 6/32 = 0.1875 mol وn() = 9/16 = 0.5625 mol فnT = 0.75 mol؛ وT = 273 K؛ P = nRT/V = (0.75 × 0.082 × 273) / 15 ≈ 1.12 atm.

اختبار سريع

مراجعة 8/1 — اختيار

يطبق قانون الغاز المثالي على الغازات الحقيقية عند:

الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المرتفعة.

الضغط المرتفع ودرجة الحرارة المنخفضة.

درجة الحرارة والضغط المرتفعان.

درجة الحرارة والضغط المنخفضان.

عند الضغط المنخفض والحرارة المرتفعة تتباعد الجسيمات ويضعف التجاذب فيقترب السلوك الحقيقي من المثالي.

اختبار سريع

مراجعة 8/2 — اختيار

يتناسب ضغط كمية محددة من غاز محصور طرديًّا مع درجة حرارته المطلقة عند ثبات حجمه. تنفق هذه العبارة مع قانون:

بويل.

جاي - لوساك.

شارل.

أفوجادرو.

ثبات الحجم مع تناسب الضغط طرديًّا مع الحرارة المطلقة هو نص قانون جاي-لوساك.

اختبار سريع

مراجعة 8/3 — اختيار

زجاجة محكمة الإغلاق تحتوي غاز الهيليوم ودرجة حرارتها 20 °C، غمرت الزجاجة في حمام مائي منتِج. أحدِّدُ العبارة غير الصحيحة:

يقل ضغط الغاز.

يزداد حجم الغاز.

يقل متوسط الطاقة الحركية لجزيئات الغاز.

يقل عدد التصادمات مع جدار الزجاجة.

الزجاجة محكمة الإغلاق فحجم الغاز ثابت لا يزداد؛ بقية العبارات صحيحة لأن التبريد يخفض الضغط والطاقة الحركية والتصادمات.

اختبار سريع

مراجعة 8/4 — اختيار

كتلة من غاز محصور حجمها 6 L وضغطها 1 atm؛ إذا انخفض الضغط إلى 0.25 atm وأصبحت درجة حرارتها المطلقة مثل درجة حرارتها الأصلية؛ فإن حجمها يصبح:

مثلي الحجم الأصلي.

نصف الحجم الأصلي.

4 أمثال الحجم الأصلي.

8 أمثال الحجم الأصلي.

بويل: P انخفض إلى الربع (من 1 إلى 0.25) فيتضاعف الحجم أربع مرات: 6 × 4 = 24 L.

خلاصة الدرس

النظرية والغازات

بنود الحركة الجزيئية: تباعد، حركة عشوائية، تصادم مرن، تجاذب معدوم للمثالي
الحقيقي يشبه المثالي عند ضغط منخفض وحرارة مرتفعة

القوانين الخمسة

بويل: = (ثبات T)
شارل: / = / (ثبات P)
جاي-لوساك: / = / (ثبات V)
الجامع: / = /
أفوجادرو: /n1 = /n2 — الحجم المولي 22.4 L عند STP

قانونان شاملان

الغاز المثالي: PV = nRT ، R = 0.082 L.atm/mol.K
دالتون: PT = PA + PB + PC + …

مصادر المحور

درس الحالة الغازية — كتاب الكيمياء، التوجيهي الأردني (ص 10-25)