قانون الغازات المثالية

قانون الغازات المثالية

يُعرف الغاز المثالي (بالإنجليزية: Ideal Gaz) بأنّه الغاز المكون من ذرات وجزيئات تتصادم مع بعضها بشكل مرن، دون وجود أيّ قوى جذب بين جزيئاتها، ودون حدوث أيّ تفاعل فيما بينها، كما تمتلك جزيئات أو ذرات الغاز المثالي طاقة حركية تتغير بتغير درجات الحرارة، ويُمثل القانون الآتي قانون الغاز المثالي:

حجم الغاز × الضغط المطلق = ثابت الغازات العام × عدد المولات × درجة الحرارة المطلقة، وبالرموز؛ ح ض = ر ن د.

ويكتب القانون بالرموز الأجنبية؛ P  × V = n  × R  × T = N  × k  × T؛ حيث إن الرموز تحمل المعاني الآتية:

• P: الضغط المطلق
• V: حجم الغاز  
• T: درجة الحرارة المطلقة، أيّ درجة الحرارة بمقياس كلفن
• n: عدد المولات
• R: ثابت الغازات العام؛ ويساوي 8.3145 جول/ كيلو مول
• N: عدد الجزيئات
• k: ثابت بولتزمان والذي يساوي (1.38066  × 10) جول/ كلفن

مثال حسابي على قانون الغازات المثالية

وفيما يأتي مثال حسابي على قانون الغازات المثالية:

• مثال: احتُفظ ب 6.2 لتر من الغاز المثالي تحت ضغطه يساوي 3 ضغط جوي، عند درجة حرارة تساوي 37 ° سلسيوس، كم عدد مولات هذا الغاز؟
  • الحل:
  • قانون الغاز المثالي= P × V = n × R × T
  • عدد المولات = (V × P)/ (R ×T)
  • يجب تحويل درجة الحرارة إلى الكلفن باستخدام العادلة الآتية: درجة الحرارة بالكلفن = 273 درجة الحرارة بالسيليسيوس (C) = 310 كلفن
  • عدد المولات= (3 × 6.2)/ (310 × 0.08) = 0.75 مول

سلوك الغازات المثالية والعوامل المؤثرة فيها

يتأثر سلوك الغازات المثالية بدرجة الحرارة؛ حيث تتناسب درجة الحرارة طردياً مع متوسط الطاقة الحركية للجزيئات، كما يتأثر أيضاً بالضغط الذي ينتج بسبب تصادم جزيئات الغاز مع جدران الحاوية، وتتصرف جزيئات الغاز المثالي كأنها كرات صلبة؛ حيث إنّها تتحرك باستمرار وباتجاهات عشوائية.

الفرق بين الغاز الحقيقي والغاز المثالي

يمكن ملاحظة الفرق بين الغاز الحقيقي والغاز المثالي من خلال الجدول الآتي: