mohammed jaber
عدد المساهمات : 30
السٌّمعَة : 0
تاريخ التسجيل : 19/04/2015
 | موضوع: نظرية لحركة الجزيئية  الأربعاء أبريل 29, 2015 2:47 am | |
| نظرية الحركة الجزيئية للغازاتنظرية الحركة الجزيئية للغازات
حركة مكونات المادة كانت غير مفهومة لدى العلماء لفترة طويلة ، ما الذي يجعل قطرة حبر تغير لون وعاء يحتوي على ماء ، وما الذي يجعلك تشم العطر .
قام العالم ألبرت أينشتاين بتطوير نظرية استخدم فيها علم التحريك الحراري في تفسير سبب الحركة العشوائية أطلق عليها اسم الحركة البراونية تكريماً للعالم بروان الذي لاحظ أن حبوب اللقاح المعلقة في سائل تتحرك حركة عشوائية من مكان إلى آخر داخل السائل . فسر أينشتاين هذه الحركة بافتراض أن حبوب اللقاح تتعرض إلى تصادمات من جزئيات « غير مرئية » في السائل . وهذه الأخيرة أيضاً تتحرك حركة عشوائية .
وتفسير أينشتاين أدى إلى وصف حركة مكونات المادة بما يلي
لا تعتمد هذه الحركة على شكل الوعاء .
تزداد سرعة هذه الحركة بنقصان لزوجة السائل .
تعتمد سرعة الحركة على نوع مادة السائل .
تختلف سرعة الحركة من مادة إلى أخرى .
وفي ضوء هذه الملاحظات ، تم بناء نظرية الحركة الجزيئية للغازات ، التي تقوم على الافتراضات التالية
يتكون الغاز النقي من عدد هائل من الجزئيات المتماثلة في الشكل « كروية الشكل والكتلة » .
تخضع الجزئيات في حركتها لقوانين نيوتن في الحركة .
تتحرك الجزئيات عشوائياً في الاتجاهات كلها وفي أثناء حركتها تتصادم معاً بجدران الوعاء الذي يحتوي عليها تصادمات مرنة .
تتحرك الجزئيات قبل التصادم وبعده في خطوط مستقيمة وبسرعات في المتوسط كبيرة .
أبعاد الجزئيات صغيرة جداً بالمقارنة مع المسافات التي تتحركها بين تصادم وآخر لذا يمكن عدها نقطاً مادية .
القوى المتبادلة بين الجزيئات صغيرة جداً يمكن إهمالها ما عدا القوى المتبادلة بينها في أثناء التصادم .
ويسمى الغاز الذي تنطبق عليه الفروض السابقة الغاز المثالي ، ولا يوجد غاز تنطبق عليه جميع الفروض السابقة غير أنه بالنسبة للغازات الدائمة مثل الهيدروجين والأكسجين والهيليوم ، وتحت شروط محددة من الضغط ودرجة الحرارة « درجة حرارة عالية وضغط منخفض » يمكن عدَّها غازات مثالية .
مسار الجزئيات
بالاعتماد على فروض نظرية الحركة الجزيئية للغازات « الافتراض الثالث » نستطيع القول أنه في أثناء حركة الجزئيات تتصادم معاً تصادمات مرنة وهذا يؤدي إلى تغيير في اتجاه حركتها ومقدار سرعتها ، ونتيجة للتصادمات العديدة ، يتحرك الجزيء حركة متعرجة ، فقطعة مسافة معينة حتماً سيستغرق وقتاً ، لذا يتأخر إحساسك برائحة العطر . أو انتشار اللون ليعم الماء في الوعاء ، ويطلق على المسافة التي يقطعها الجزيء بين تصادم والذي يليه اسم المسار الحر للجزيء .
توزيع ماكسويل لسرعات جزيئات الغاز
بما أننا فرضنا أن جزيئات الغاز المثالي حسب نظرية الحركة الجزيئية ما هي إلا نقاط مادية تتحرك عشوائياً في الاتجاهات كلها بسرعات كبيرة في المتوسط ، وأنها تصطدم مع بعضها تصادمات مرنة ، ونتيجة لهذه التصادمات فإن مقادير سرعاتها واتجاهاتها تتغير باستمرار ، وعليه فإن سرعة الجزيئات ليست واحدة ، إذ إن بعضها يتحرك بسرعة تفوق بعضها الآخر عالج العالم ماكسويل هذه المسألة ووصف توزيع سرعات جزيئات الغاز عند درجة حرارة معينة . وبين أن الجزئيات التي تمتلك سرعة عالية تكون عند درجة حرارة عالية وهكذا حتى أقلها سرعة عند درجات الحرارة المنخفضة فتوصل إلى أن « عدد الجزئيات التي تمتلك سرعات عالية تزداد بازدياد درجة الحرارة » .
تفسير بعض الظواهر اعتماداً على نظرية الحركة الجزيئية
التبخر : الجزيئات التي تمتلك طاقة تمكنها من التغلب على قوى التماسك بينها وبين الجزيئات الأخرى ، تفلت من سطح السائل « هذه في حالة إناء مفتوح يتم تزويده بالحرارة » على عكس ذلك لو تم إغلاق الإناء يتم عدم حمل جزئيات السائل التي أفلتت لعدم وجود تيار هوائي ، تبقى في حالة حركة مستمرة فتنخفض درجة حرارتها وتقل طاقتها فتعود إلى السائل مرة أخرى تسمى هذه العملية التكاثف . الغليان : عند درجة الحرارة التي يبدأ عندها السائل بالغليان نرى فقاعات هواء في الدورق يعود السبب لوجود هواء مذاب في الماء ، ونتيجة التسخين تتكون فقاعات تحتوي على هواء وبخار ماء ، جزئيات الهواء تكون في حالة حركة مستمرة وهذا يولد ضغطاً داخلياً لها ، بازدياد الضغط الداخلي نتيجة التسخين إلى أن يساوي الضغط الجوي تبدأ الفقاعة بالحركة إلى أعلى ويزداد حجمها مع الارتفاع وعند وصولها إلى سطح السائل تنفجر ويتصاعد منها بخار الماء فوق سطح السائل | |
|
