يعتبر قانون الغاز المثالي من أهم القوانين في الفيزياء والكيمياء، إذ يصف العلاقة بين حجم الغاز وضغطه ودرجة حرارته وكمية الغاز. هذا القانون يساعد العلماء والمهندسين على فهم سلوك الغازات تحت ظروف مختلفة.
تعريف القانون
ينص قانون الغاز المثالي على أن:
“الضغط × الحجم = ثابت × كمية الغاز × درجة الحرارة المطلقة”
ويُعبر عنه بالمعادلة الشهيرة:
PV=nRTPV = nRTPV=nRTحيث:
PPP = الضغط
VVV = الحجم
nnn = عدد المولات (كمية الغاز)
RRR = ثابت الغاز العام (قيمة ثابتة لكل الغازات المثالية)
TTT = درجة الحرارة المطلقة (بالكلفن)
تفسير المتغيرات
الحجم (V): كلما زاد حجم الغاز مع ثبات كمية الغاز ودرجة الحرارة، يقل الضغط الناتج.
الضغط (P): الضغط هو القوة التي يؤثر بها الغاز على جدران الإناء. زيادة الضغط تقلل من حجم الغاز عند ثبات درجة الحرارة.
درجة الحرارة (T): ارتفاع درجة الحرارة يزيد من طاقة جزيئات الغاز، فيؤدي إلى زيادة الضغط أو التمدد في الحجم إذا كان الضغط ثابتًا.
كمية الغاز (n): كمية الغاز تزداد بالمولات، ما يزيد من الضغط أو الحجم إذا بقيت العوامل الأخرى ثابتة.
أهمية القانون
يستخدم في المفاعلات الكيميائية لفهم التفاعلات الغازية.
يساعد في تصميم المحركات والمعدات الصناعية التي تعتمد على الغازات.
يمكن من حساب خصائص الغاز عند معرفة ثلاثة متغيرات من الأربعة الأساسية.
- الاجابة : خطأ.
مثال عملي
إذا كان لدينا 2 مول من غاز مثالي في وعاء حجمه 10 لترات عند درجة حرارة 300 كلفن، يمكننا حساب الضغط الناتج باستخدام القانون:
P=nRTVP = \frac{nRT}{V}P=VnRTملاحظات مهمة
يفترض قانون الغاز المثالي أن الغازات لا تتجاذب أو تتنافر، وهو تقريبي للغازات الحقيقية عند درجات الحرارة العالية والضغط المنخفض.
الثابت RRR يساوي تقريبًا 0.0821 لتر·atm/(مول·كلفن).
