من طرف السؤال الأول :
(1) من العلاقة ــــ = v قد نتصور أن v لجزيئات الغاز يتغير بتغير ρ ، ρ وهذا كـلام خاطئ لأن v لا تعتمد إلا على درجة حرارة الغاز فقط . فسر ذلك ؟
(2) ليس من الدقة اعتبار أن صفر كلفن هى درجة الحرارة التى تنعدم عندها حجم الغاز ؟ أو ضغطه ؟ ولكن من الدقة اعتبارها درجة الحرارة التى تنعدم عندما طاقة حركة الجزيئات ؟
(1)علل : زيادة ضغط الغاز بنقص حجمه وثبوت درجة حرارته ؟
(4) عدد أفوجادرو هو عدد الجزيئات الموجودة فى ……… من المادة وحاصل ضرب عدد أفوجادرو × ثابت بولتز مان = ………
السؤال الثانى : ما معنى أن :
(1) معامل زيادة حجم الغـاز عند ثبوت ضغطه = ـــ لكل درجة .
(2) النسبة بين الثابت العام للغازات وعدد أفوجادرو.
(3) عند ثبوت الضغط يزداد حجم كمية من غـاز بمقدار ـــ من حجمها الأصلى عند صفر سيلزيوس لكل ارتفاع فى درجة الحرارة مقداره درجة واحدة .
السؤال الثالث : اختر الإجابة الصحيحة من بين الأقواس :
(1) يوضع ــ حجم مستودع جهاز جولى زئبق حتى يظل ……
( حجمه ثابت – ضغطه ثابت – كثافته ثابتة)
(2) كمية من غاز C ° 27 درجة الحرارة التى يتضاعف عندها الحجم مع ثبوت الضغط ( 150 C ° - 126 C ° - 54 C ° - 327 C °)
(3) عدد تصادمات جزئ غـاز يتحرك عمودياً على جدران الإناء الحاوى له فى خلال ثانية هو ( ـــ - ـــ - ـــ - ـــ )
(4) إذا كان ضغط كمية معـنية من غاز فى 0 C° يساوى 1 ضغط جو فإن درجة الحرارة التى يتضاعف عندها الغاز مع ثبوت حجمه ...
( 137 C° - 237C° - 546° )
(5) إذا ضغط كمية من الغاز إلى نصف حجمها الأصلى ورفعت درجة حرارتها المطلقة إلى ثلاث أمثالها فإن ضغطها يصبح … ( ثلاث أمثال – أربعة أمثال – خمس أمثال – ستة أمثال) الضغط الأصلى .
(6) عند زيادة ضغط الغاز مع ثبوت درجة حرارته فإن كثافته ( تقل – تزداد – ثابتة – كما هى ) .
السؤال االرابع :
1 – كيف تثبت عملياً انتشار غاز فى جميع الاتجاهات .
2 – أثبت أن متوسط مربع سرعة جزيئات الغاز يتوقف على درجة حرارته الكلفينية .
3 – كيف يمكن تعيين معامل زيادة ضغط الغاز عند مثالى حجمه عملياً مع رسم الجهاز المستخدم .
4 – اذكر القانون الذى يحدد العلاقة بين ضغط غاز مثالى وكثافة هذا الغاز ومربع سرعة جزيئاته ، ثم استنتج قانون بويل من هذه العلاقة .
5 – اشرح تجربة عملية لتعيين معامل التمدد الحجمى لغاز عند ثبوت الضغط مع الرسم .
6 – رفعت درجة حرارة غاز مثالى إلى الضعف على مقياس كلفن مع ثبوت حجمه ، ماذا يحدث لكل من :
1 – ضغط الغاز . 2 – متوسط مربع سرعة جزيئاته .
3 – عدد التصادمات التى يعملها الجزئ فى الثانية .
4 – طاقة حركة الجزئ .
7 – مستخدماً العلاقة V2 ρ ــ = p حيث P ضغط الغاز ، ρ كثافته ، v2
متوسط مربع جزيئاته .
8 – أثبت بالتجربة أن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تحت ضغط ثابت
تتمدد بمقادير متساوية .
9 – اشرح مع الرسم تجربة عملية لتعيين معامل زيادة الضغط لغاز تحت حجم ثابت مع تفسير لماذا يكون معامل زيادة الضغط لجميع الغازات ــــــ درجة كلفنية مع ثبوت الحجم .
10- أثبت القانون العام للغازات من قانونى شارل والضغط .
11- أثبت أن الضغط الذى يولده جزئ من غاز كتلته m وسرعته V موضوع فى إناء حجمه VOL يمكن حسابه من العلاقة ــــــــ ـــ = p
السؤال الخامس: يمثل الجدول التغيرات فى درجة حرارة غاز تحت ضغط ثابت والتغيرات المناظرة فى حجم كتلة معينة من هذا الغاز خلال تجربة عملية :
الحجم Vol سم3 7 7.6 8.2 8.6 8.8 9
درجة الحرارة t C° 15 40 x 80 90 ?
1 – مثل هذه النتائج بيانياً ومن الرسم أوجد حجم الغاز عند صفر سيليزيوس ، 100 سيليزيوس .
2 – أكمل بيانات الجدول من الرسم .
3 – اذكر نص القانون الذى توضحه العلاقة .
4 – أوجد معامل التمدد الحجمى للغاز عند ثبوت الضغط .
السؤال السادس :
علل لما يأتى :
1 – يزداد ضغط كمية من غـاز عند ثبوت درجة حرارتها عندما يقل الحجم
فى ضوء نظرية الحركة للغازات .
2 – يزداد حجم فقاعة غاز فى باطن سائل كلما اقتربت من سطح السائل .
3 – فى ضوء العلاقة v2 ρ ـــــ = P علل لما يأتى :
أ - زيادة ضغط الغاز بزيادة درجة حرارته عند ثبوت الحجم .
ب – يزداد ضغط الغاز بنقص الحجم عند ثبوت درجة حرارته .
السؤال السابع :الجدول التالى يبين قيم متوسط مربع سرعة جزيئات غاز V2 عند درجات حرارة مختلفة بتدريج سيليزيوس :
127 77 27 -23 -73 -123 -173 t °C
35.4 31.2 27 22.4 18 13.6 8.8 V2 x 104 m2/s2
مثل هذه البيانات برسم بيانى بين درجة الحرارة على تدريج كلفن على المحور الأفقى ومتوسط مربع سرعة جزيئات الغاز V2 على المحور الرأسى ثم أوجد من الرسم :
1 – العلاقة بين t , v2 2 – أوجد كتلة المول من هذا الغاز .
3 – متوسط مربع سرعة جزيئات الغاز عند صفر كلفن وكذلك طاقة حركة
جزيئات الغاز عند نفس الدرجة .
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
مسائل للمراجعة
1 – إذا كان الهواء الجوى يتكون من 20% أكسجين المول له = 0.032 كجم ، 80% نيتروجين المول له 0.028 كجم ، احسب متوسط سرعة جزيئات الهواء عند 27 °C علماً بأن الثابت العام للغازات 8.31 جول/ كلفن مول . 2 – كمية من غاز حجمها 10 لتر عند ضغط 90 سم زئبق ودرجة حرارة 27° وحجمها 12 لتر عند 127° وضغط 100 سم احسب معامل زيادة حجم الغاز عند ثوبت ضغطه .
3 – كمية من غاز عند 27° أوجد درجة الحرارة التى يتضاعف عندها ضغط الغاز عند ثبوت حجمه وكذلك أوجد درجة الحرارة التى يتضاعف عندها جذر متوسط مربع سرعات جزيئاته . (927 °C - 327 °C)
4 – كمية من غاز الأكسجين المول له = 0.032 كتلتها 400 جم وضعت فى إناء عند درجة حرارة 27°C فإذا كان عدد أوفجادرو 6.02 x 1023 جزئ / مول والثابت العام للغازات 8.31 جول / كلفن مول ، احسب:
1 – عدد جزيئات الغاز فى الإناء .
2 – جذر متوسط مربع سرعة جزيئات الغاز .
3 – أوجد حجم الإناء إذا كان ضغط الغاز = 3.75 بار .
( 7.252 x 1014 جزئ - 38.45 م/ث – 0.0831 م3 )
6 – فى تجربة شارل كان طول عمود الهواء المحبوس فى أنبوبة 20 سم عند 0 °C احسب طول عمودل الهواء إذا كان درجة حرارة الحمام المائى 80 °C علماً بأن معامل التمدد الحجمى للغاز عند ثبوت الضغط 0.00366 كلفن 1-
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
أسئلة الثانوية العامة والأزهرية
س1 : ( الأزهر 1992) :
ما المقصود بالآتى : عدد أفوجادرو 6.623 x 1023 جزيئاً .
س2 : ( مصر 95 ) :
ما معنى قولنا : أن معامل التمدد الحجمى للهواء عند ثبوت ضغطه
= 0.00366 لكل درجة سيلزيه .
س3 : (مصر 91) :
1 – وضح برسم عليه البيانات فقط جهاز يمكن استخدامه لتعـيين
معامل التمـدد الحجمى للهواء تحت ضغط ثابت .
2 – اذكر الخطوات الرئيسية المستخدمة لذلك التعيين .
3 – اذكر الاحتياطات الواجب مراعاتها .
4 – اكتب القانون المستخدم فى التجربة .
5 – ما قيمة معامل التمدد الحجمى للغاز تحت ضغط ثابت .
س4 : (الأزهر 93) : أكمل
1 – عند ثبوت الضغط يتناسب حجم كمية معينة من غاز تناسب ……
مع ………
2 – معامل التمدد الحجمى لغاز تحت …… ثابت يساوى ……
س5 : وضح الدور الذى يقوم به الزئبق فى المستودع الكروى لجهاز جولى
س6 : (مصر 94) : عرف :
أ - الصفر المطلق .
ب – معامل التمـدد الحجمى للغاز تحت ضغط ثابت مع كتابة العلاقة
الرياضية المستخدمة فى حساب قيمته .
س7 : ( الأزهر 94) : وضح بتجربة عملية أن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير متساوية إذا رفعت درجة حرارتها بنفس القدر عند ثبوت ضغطها.
س8 : ( مصر 96) :
استنبط القانون العام للغازات رياضياً ، وأوجد قيمة الثابت العام للغازات R ( فى S.T.P الضغط = 0.76 متر زئبق ودرجة الحرارة 0°C ، الحجم الذى يشغله 1 مول من الغاز 22.4 لتر ) ، كثافة الزئبق 13600 كجم/م3 ، عجلة الجاذبية الأرضية 9.8 م/ث2 .
س9 : ( مصر 94 ) (الأزهر 94) :
اكتب فروض نظرية الحركة للغازات ثم أثبت أن متوسط طاقة حركة جزئ الغاز تتناسب طردياً مع درجة حرارته المطلقة .
س10: ( مصر 93) :
كميتان متماثلتان من غاز واحد وضعت الأولى فى أسطوانة لها مكبس ثم زاد الضغط عليه إلى الضعف مع ثبات درجة حرارته ، والثانى وضع فى أسطوانة ورفعت حرارته إلى الضعف مع ثبات ضغطه . اذكر مع التعليل ماذا يحدث لمتوسط طاقة حركة الجزئى فى كل منها.
س11: ( الأزهر 90) :
ومستعيناً بفروض نظرية الحركة للغازات استنتج علاقة ضغط الغاز فى حيز ما بسرعة جزيئاته .
س12: (مصر 92) : سجلت قيم الحجم والضغط ودرجة الحرارة لكمية من الغاز فى ظروف معينة ثم سجلت فى ظروف أخرى كما فى الجدول :
بيانات الغاز أ ب ج د هـ
P1 ، ضغط جو 2 2 2 2 2
V1 لترا 4 4 4 4 4
t1 سلزيوس 27 27 27 27 27
P2 ، ضغط جو 1.8 2 4 2 1
V2 لتراً 4 8 3 5 8
t2 كلفن 270 360 450 375 300
(جـ ، أ ، هـ ، جـ ، هـ ، أ على الترتيب)
وعليك أن تختار من الحالات الخمس أ ، ب ، ج ، د ، هـ ما يتفق مع كل مما يأتى ( علماً أن كل حالة من الحالات الخمس قد تستخدم مرة أو أكثر أو لا تستخدم على الإطلاق ) :
1 – القانون العام للغازات .
2 – ثبوت كثافة الغاز .
3 – ثبوت جذر متوسط مربع سرعة الجزيئات .
4 – تزايد معدل تصادمات جزيئات الغاز مع جدران الإناء .
5 – قانون بويل .
6 – قانون الضغوط .
س13: ( الأزهر 89) :
فيم يستخدم جهاز جولى .