طبيعة الغازات والأبخرة

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

طبيعة الغازات والأبخرة الفيزياء

يعتبر الغاز أو البخار أبسط حالات المادة. فليس للغاز أو البخار شكل ثابت ويتكون من عددٍ كبيرٍ جداً من جسيمات (ذرات أو جزيئات) لا تتفاعل مع بعضها.

للجسيمات (الذرات أو الجزيئات) كتلة، مما يعني أن بعض الغازات أثقل من غيرها. ولأنها في حركة دائمة تمتلك الذرات أو الجزيئات طاقة حركية – الطاقة الناتجة عن الحركة.

وتعتمد كمية طاقة الحركة هذه على سرعة هذه الجسيمات والتي تعتمد بدورها على درجة حرارة الغاز: كلما ارتفعت درجة حرارة الغاز زادت سرعة الجسيمات المكونة له. وتُعنى النظرية الحركية للغازات بتفسير العديد من الظواهر المتعلقة بالغازات.

الهواء، وهو الغاز المألوف لنا أكثر من غيره، ليس له وعاء يحتويه، لكنه يبقى قريباً من سطح الأرض تحت تأثير جاذبيتها.

ويمثل ضغط الغاز قوة طبيعية هائلة. ينتج ضغط أو قوة الغازات في غلافنا الجوي عن وزن جميع الجزيئات التي تعلو سطح الأرض والتي تضغط على كل سنتيمتر مربع لكل الأجسام. الضغط الجوي ليس ثابتاً: يتناقص مع الارتفاع عن سطح البحر.

وتنتج التغيرات المناخية (الطقس) عن تغيرات محلية في الضغط الجوي ودرجة الحرارة. فإذا سَخُنت جزيئات الهواء نَقُص الضغط الواقع عليها فيؤدي ذلك إلى ارتفاع الهواء الساخن. وتقوم الجزيئات المحيطة بكتل الهواء الساخن بالتدافع لاحتلال مكانها مشكلة بذلك الرياح.

تتم دراسة الغازات في الغالب بوضعها في أوعية محكمة. تصطدم جزيئات الغاز المتحركة مع بعضها البعض كما تصطدم بجدران الوعاء الحاوي لها. يؤدي تصادم الجزيئات بجدران الوعاء إلى التأثير عليها بقوة، وينتج عن مجموع هذه التصادمات تطبيق ضغطٍ على جدران الوعاء.