تقرير مفصل عن ” قانون جاي لوساك “

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 ، و

صاغه 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 ؟ و


لحل 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 ، و

يُنسب 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 ، و

هو 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 المثليين


تستخدم 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 و

الرطوبة

.

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) .