كيف اضغط الغاز






يتواجد في الطبيعة ثلاثة أنواع رئيسية للمادة صنفها الكيميائيين والمتخصصين بعلم المواد وهي المواد
الصلبة والسائلة والغازية، وقد صنفت هذه المواد بناء على اعتبارات لخواصها الفيزيائية والكيميائية التي تحتويها،
فكل عنصر من تلك العناصر يحتوي على أنواع كثيرة من المواد وتفاصيل عميقة جداً. ولكن بما
أننا نتحدث عن التقسيمات الأساسية الثلاثة فنتطرق لبعض الخواص الفيزيائية التي يتم على أساسها تصنيف
تلك المواد، ومنها حالة تراص الذرات والتي تتميز عند المواد الصلبة بعدم وجود فراغات كبيرة
بين الذرات وترتص بشكل متوازي رأسياً وأفقياً كما لو أنها بلورات متقاربة جداً، وفي السوائل
نرى الأمر متشابهاً عند الصلب ولكن الاختلاف في وجود مسافات قريبة بين الذرات أو الجزيئات
وأيضا عدم تراصها بشكل أفقي وعمود منتظم، أي أنها تفصل الحركة بحرية محدودة في الوعاء
التي توضع فيه في خاصية نسميها خاصية اللزوجة للسوائل، ولكن في الغازات الأمر مختلف تماماً
عن السوائل أو عن المواد الصلبة فهي تحتوي على عدد قليل من الذرات بتباعد كبير
بينها وهذا يعطي ميزة فيزيائية يطلق عليها ميزة الانتشار والتوسع بسرعة في أي محيط يعطى
لها، وتمتاز بأنها خفيفة غالب الوقت لأنها تتباعد عن بعضها البعض بمسافات كبيرة ملحوظة بشكل
كبير. ومن هذه الخاصية الفيزيائية المهمة وهي المسماة بالانتشار وعكسها خاصية الضغط والانحصار ظهرت بعض الظواهر
الأخرى التي تهتم بشكل كبير في الموائع التي تتكون من المواد السائلة والغازية، وخاصية الضغط
تتمثل بشكل رياضي على مكونين أساسيين وهما الحجم والوزن، ودلالة كل واحد منهما مهمة جداً،
فالحجم للمجسمات يعطي بتعبير عن مساحة القاعدة في الإرتفاع . أمّا الوزن فيعطي كتعبير عن مضروب
ثابت الجاذبية الأرضية (9.81) في كتلة الجسم الأساسية، والمقصود بالكتلة هنا هو التعبير عن وزن
الذرات والجزيئات التي يحتويها حجم معين من المادة، وقد انتبه الباحثون إلى وجود علاقة كبيرة
بين كل من الحجم والكتلة نوضحها بمثال بسيط، فلو حصلنا على حجم 1 لتر من
الماء وقمنا بحساب وزنه فإن وزنه سيكون عبارة عن قيمة تقترب جداً إلى 1 كغم
ماء، أما لو قمنا بتجميد تلك الكمية فإننا سنحصل على قيمة أكبر من 1 كجم
ولكن الحجم بقي كما هو. ويجب الملاحظة بأنّ التغير عند التجمد لن يكون طفيفاً بمعنى سنحصل
على وزن أكبر ولكنه ليس أكبر بكثير من الحالة السائلة، ولكن لو قمنا بتسخين ذلك
السائل وتحويله إلى غاز فإننا سنملك نتيجتين للعملية، الأولى هي حصولنا على نفس الوزن ولكن
بحجم أكبر للزجاجة حيث ستنتفخ أو تنفخر لأن المخرج مغلق، أو أن نفتح الزّجاجة ونترك
الذرات تتمدد والوزن حينها سيتغير وينخفض انخفاض كبير جداً. لهذا يمكن ضغط الغاز إمّا عن طريق
التبريد أو عن طريق دفعه في حجوم صغيرة بأوزان وكميات كبيرة، ولكن يجب الحذر عند
القيام بذلك ودراسة معادلات برنولي الفيزيائية قبل القيام بذلك العمل.

المصدر


مواضيع ذات صلة
مقالات مفيده