تقرير مفصل عن ” قانون جاي لوساك “
Share your love
توجد الغازات على سطح الأرض في الغلاف الجوي في درجة حرارة الأرض العادية 25 درجة وعند الضغط الجوي العادي وتكون في ثلاثة أشكال الحالة الغازية والحالة الصلبة والحالة السائلة ، حيث أن الغازات جزء أساسي من النظام الكوني وتتمتع بعدد من الخصائص في كل حالة وبعضها يكون قابل للانتشار وتأخذ حجم وشكل الوعاء ، ويوجد مجموعة من القوانين الفيزيائية التي تم صياغتها بطريقة رياضية ، قام العلماء بوضع تلك القوانين بناءًا على ملاحظتهم لخواص الغازات وسلوك كل غاز وأيضًا كيفية التفاعل ويكون :
-( P= ويرمز لضغط الغاز مقاسًا بالباسكال أو ملم زئبق أو بالبار)
-( V= ويرمز لحجم الغاز مقاسًا باللتر أو ديسيليتر أو متر مكعب)
– ( T= وترمز لدرجة الحرارة مقاسةً بالكلفن والكلفن هي الدرجة المئوية + 273) ، ومن أهم هذه القوانين قانون جاي -لوساك
قانون جاي لوساك
قانون جاي-لوساك هو قانون غاز مثالي ينص على أنه عند الحجم الثابت ، يكون ضغط الغاز المثالي متناسبًا بشكل مباشر مع درجة حرارته المطلقة ، ويُعرف قانون جاي لوساك PGay-Lussac أيضًا باسم قانون الضغط ، وصاغه الكيميائي الفرنسي جوزيف لويس جاي لوساك في حوالي عام 1808م ، وتقاس درجة الحرارة بوحدة الكلفن وافترض القانون ثبات كمية الغاز ، ومعنى أن الضغط يزداد عند التسخين أي أنه يقل ويفقد حرارته ، وقام العالم لويس جاي لوساك باكتشاف ذلك بالاعتماد على ضغط الغاز ودرجة الحرارة الذي صاغه جاك شارل في العام 1787م ، ونستنج من قانون جاي لوساك أنه لابد من وجود الصفر المطلق لدرجة الحرارة وفي القانون P1/ T1 تساوي P2/ T2 بحيث أنّ: P1، T1 يمثلان ضغط الغاز الأول عند درجة الحرارة الأولى ، وP2، T2 يمثلان ضغط الغاز الثاني عند درجة الحرارة الثانية .
مثال قانون جاي لوساك
إذا كان 10.0 لتر من الأكسجين يمارس 97.0 كيلو باسكال عند 25 درجة مئوية ، فما هي درجة الحرارة (بالدرجة المئوية) المطلوبة لتغيير الضغط إلى الضغط القياسي ؟ ولحل هذه المشكلة ، تحتاج أولاً إلى معرفة (أو البحث عن) الضغط القياسي ، إنها 101.325 كيلو باسكال ، بعد ذلك ، تذكر أن قوانين الغاز تنطبق على درجة الحرارة المطلقة ، مما يعني أنه يجب تحويل Celsius (أو Fahrenheit) إلى Kelvin ، الصيغة لتحويل Celsius إلى Kelvin هي :
K = degrees Celsius + 273.15
K = 25.0 + 273.15
K = 298.15
الآن يمكنك توصيل القيم في الصيغة لحل درجة الحرارة :
TTTA المتبقي هو تحويل درجة الحرارة إلى درجة مئوية :
C = K – 273.15
C = 311.44 – 273.15
C = 38.29 درجة مئوية
يعتبر العديد من العلماء أن جاي – لوساك هو أول من وضع قانون Amonton لدرجة حرارة الضغط.ينص قانون Amonton على أن ضغط كتلة وحجم معين من الغاز يتناسب طرديًا مع درجة حرارته المطلقة ، وبعبارة أخرى ، إذا ارتفعت درجة حرارة الغاز ، فإن ضغط الغاز ، مع توفير كتلته وحجمه يبقى ثابتًا ، كما يُنسب إلى غاي لوساك قوانين أخرى للغاز ، والتي يطلق عليها أحيانًا “قانون جاي لوساك”. على سبيل المثال ذكر جاي لوساك أن جميع الغازات لها نفس الاتساع الحراري المتوسط عند الضغط المستمر ودرجة الحرارة ، وفي الأساس ، ينص هذا القانون على أن العديد من الغازات تتصرف بشكل متوقع عند تسخينها ، ويُنسب إلى جاي لوساك أحيانًا كونه أول من أصدر قانون دالتون Dalton’s law ، والذي ينص على أن الضغط الكلي للغاز هو مجموع الضغوط الجزئية للغازات الفردية .
العالم جاي لوساك
هو جوزيف لويس جاي لوساك Joseph Louis Gay-Lussac ، ولد في 6 ديسمبر عام 1778م وتوفى في 9 مايو عام 1850م كان كيميائي وفيزيائي فرنسي ، وهو معروف باكتشافه أن الماء مكون من جزئين من الهيدروجين وجزء من الأكسجين مع ألكسندر فون هومبولت ، وبالقوانين المتعلقة بالغازات ، وعمله على خلائط الماء والكحول ، مما أدى إلى درجة المثليينتستخدم قوانين لوساك لقياس المشروبات الكحولية في العديد من البلدان .
في عام 1802م صاغ قانون جاي لوساك الأول مشيرًا إلى أنه في حالة ثبات كتلة وحجم الغاز ، يزداد ضغط الغاز بشكل خطي مع ارتفاع درجة الحرارة ، وقد سبق عمله أعمال غيوم أمونتون ، والتي أسست العلاقة القاسية دون استخدام موازين الحرارة الدقيقة ، يتم كتابة القانون في بعض الأحيان على أنه p = k T ، حيث k هو ثابت يعتمد على كتلة وحجم الغاز و T هي درجة الحرارة على مقياس مطلق (من حيث قانون الغاز المثالي ، k = n · R / V) .
وفي عام 1804م قام هو وجان باتيست بايوت بصعود منطاد هوائي ساخن إلى ارتفاع 7016 متر (23،018 قدم) لتحقق من جو الأرض ، وأراد جمع عينات من الهواء على ارتفاعات مختلفة لتسجيل الفروق في درجة الحرارة والرطوبة .
وفي عام 1805م – اكتشف مع صديقه ومعاونه العلمي ألكسندر فون هومبولت أن تكوين الغلاف الجوي لا يتغير مع انخفاض الضغط (زيادة الارتفاع) ، كما اكتشفوا أن الماء يتكون من جزئيين من الهيدروجين وجزء واحد من الأكسجين (من حيث الحجم) .