دروس 2ث.ع

الغاز المثالي

يتم شرح ماهية الغاز المثالي و خصائص الغاز. و أيضا يتم مناقشة ما الفرق بينه وبين الغاز الحقيقي؟ متى يسلك الغاز الحقيقي سلوك الغاز المثالي. و ماهي المعادلة الملائمة للغاز الحقيقي معادلة فاندرفالز.

ما هو الغاز المثالي؟

هو الغاز الذي يُفترض عدم وجود تجاذب بين ذراته وحجم الجزيئات مهملة بالمقارنة مع حجم الغاز. فهو غاز جزيئاته نقطية و لا تتفاعل مع بعضها.
الغاز الذي تنطبق عليه قوانين الغازات المثالية كقانون بويل و شارل و جاك-لوساك.
بإختصار هو القانون الذي يخضع للقانون العام للغازات المثالية PV= nRT

ملحوظة هامة : تجارب بويل و شارل و جاك-لوساك و غيرها تم إجرائها على الغازات الحقيقية و لكن في ظروف مثالية من درجة حرارة عالية وضغط منخفض نسبيا لذلك سميت القوانين بقوانين الغازات المثالية. فإذا أرتفع الضغط وقلت الحرارة نجد أن القوانين لم تعد تعمل جيدا. هناك سبب أخر لتسميها بذلك و هي أنها توافق قوانين النظرية الحركية للغازات التي بنيت على فرضية الغاز المثالي.

خصائص الغاز المثالي

جزيئات نقطية ليس لها حجم. أو أهمال حجم الجزيئات بالمقارنة بالحجم الذي يشغله الغاز.
لا يحدث تجاذب بين جزيئاته أو طاقة الوضع (طاقة الكمون) للجزيئات تساوي صفر.
يخضع لقوانين الغازات المثالية كقانون بويل و تشارل و جاك-لوساك.
تعتمد طاقة حركته فقط على درجة الحرارة الكلفينية.

ما الفرق بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي؟

الغاز المثالي	الغاز الحقيقي
غاز غير موجود في الطبيعة ولكن تسلك الغازات الحقيقية السلوك المثالي عند ضغط منخفض و حرارة عالية.	و يحيد عن السلوك المثالى عند الضغوط العالية والحرارة المنخفضة.
يؤول حجمه للصفر عند صفر كلفن.	يُسال قبل صفر كلفن (يصبح سائلا).
يطبق عليه القانون العام للغازات.	ينحرف سلوكه عن القانون العام للغازات و تطبق علية معادلة فاندرفالز.
يفترض أن جزيئاته منعدمة الحجم فهي نقطية (مثل النقطة ليس لها أبعاد)	جزيئاته لها حجم و يتضح حجمها أكثر و يقارن بالحجم الذي يشغله الغاز في درجات منخفضة وضغط عالى.

متى يسلك الغاز الحقيقي سلوك الغاز المثالي

يمكن اعتبار الغازات الحقيقية غازات مثالية في ظروف معينة مثل الكثافة المنخفضة (عندما يكون الضغط صغيرا) و درجة الحرارة العالية. فعندما تكون كثافة الغاز منخفضة جدًا مما يعني أنّ حجم الجزيئات أصغر بكثير من حجم الحيّز الذي يشغله الغاز ككل. و أيضا لا تتأثر جزيئات الغاز ببعضها البعض لكبر المسافات البينية.

هناك تقسيمات أخرى للغازات فهناك غازات تكون جزيئاتها أحادية الذرة مثل الغازات النبيلة (الهليوم والأرجون). تتميز بكونها لا تتفاعل مع بعضها كيميائيا. فهناك غازات تكون جزيئاتها ثنائية الذرة و ثلاثة و أكثر من ذلك مثل الأكسجين أو النيتروجين (ثنائي الذرة). ومثال على جزيء ثلاثي الذرات مثل ثاني أكسيد الكربون.