يقدم لكم موقع اقرأ في هذا المقال أبحاث علمية عن الغازات، خواص الغازات، طرق قياس ضغط الغاز، الغازات الجوية، دراسة سلوك الغازات، أهمية الغازات، الآثار السلبية وأضرار الغازات في الطبيعة وفي الحياة نحن في جو يتواجد فيه العديد من الغازات المختلفة التي تجعل جسم الإنسان قابلاً للحياة، مثل الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون وغيرها من الغازات الضرورية للحياة. والقدرة على العيش معا.
بحث علمي عن الغازات
بحث علمي عن الغازات
بحث علمي عن الغازات
في الكيمياء، المادة هي الحالة التي توجد فيها الذرات أو الجزيئات في الطبيعة. للمادة ثلاث حالات: الحالة الصلبة أو الحالة الصلبة، والحالة السائلة، والحالة الغازية.
الغازات هي شكل من أشكال المادة، وهي سوائل مثل السوائل. ويسمى بالسائل لأنه يمتلك خاصية الانتقال من مكان إلى آخر بالإضافة إلى ملء الوعاء الذي يوضع فيه بغض النظر عن حجمه.
تحدث الغازات في الطبيعة على شكل جزيئات ثنائية، تتكون إما من ذرات من نفس النوع، مثل الغازات النبيلة – عناصر المجموعة الثامنة من الجدول الدوري – مثل الأرجون والنيون، أو غازات أخرى مثل الأكسجين والنيتروجين، اليود وغيره، أو الذرات أكثر من نوع، مثل ثاني أكسيد الكربون – المكون من الأكسجين والكربون – وأكسيد النيتريك – المكون من الأكسجين والنيتروجين – والميثان – المكون من الهيدروجين والكربون. وغازات أخرى.
خصائص الغازات
الغازات هي حالات من المادة تتغير شكلها وحجمها. كما أنها تتمتع بالقدرة على التمدد والانتشار والضغط، وتمتلك عددًا من الخصائص التي تميزها عن حالات المادة الأخرى.
كثافة منخفضة
يتميز الغاز بانخفاض كثافته مقارنة بحالات المادة الأخرى، لأن جزيئاته المليئة بالطاقة الحركية متباعدة عن بعضها البعض. وذلك لعدم وجود اتصال قوي بينهما.
وتساهم الكثافة المنخفضة في أن يصبح الغاز أكثر سيولة، لأن جزيئاته تتحرك بسرعات عالية جداً، مما يؤدي إلى اصطدامها ببعضها البعض، وتتوزع جزيئات الغاز بالتساوي حسب مساحتها في الأسطوانة المملوءة به.
الانضغاطية
ويتميز الغاز بوجود مسافة كبيرة جداً بين جزيئاته. إن التأثير على الغاز بقوة ضغط معينة يؤدي إلى تقارب هذه الجزيئات من بعضها البعض، وبالتالي تقليل حجمها.
حجم الغاز يتناسب عكسيا مع الضغط الذي يمارسه. على سبيل المثال، كلما زاد الضغط على الغاز، انخفض حجمه. عندما يرتفع الضغط من 1 (الغلاف الجوي) إلى 2 (الغلاف الجوي)، يقل حجم الغاز بمقدار النصف.
الانتشار والضغط
يتميز الغاز بخاصية الانتشار، حيث أنه يسمح لجزيئاته بالانتشار في أي وعاء يوضع فيه، بغض النظر عن شكل الوعاء أو حجمه، وذلك بسبب ضعف قوى الارتباط بين جزيئاته ووجود مساحة كبيرة بينهما، حيث أن جزيئات نوعين من الغازات يمكن أن تختلط بسهولة وبسرعة عالية لتكوين خليط متجانس.
تتحرك جزيئات الغاز باستمرار، مما يشكل ضغطًا على السطح الداخلي للحاوية المملوءة به. ويختلف الضغط المؤثر على سطح الحاوية تبعاً لعوامل مختلفة مثل: كمية الغاز الموجودة في الحاوية، ودرجة الحرارة، والضغط.
ليس لها شكل أو حجم محدد
ويتميز الغاز بالحركة العشوائية، مما يسمح له بالتمدد والتقلص حسب حجم الأسطوانة التي يوجد بها. ولذلك فإن حجم الغاز يساوي مساحة الأسطوانة التي يوجد فيها، ولذلك نجد أن الغاز ليس له حجم أو شكل ثابت، بل يأخذ حجم الحاوية وشكلها الذي يوضع فيه .
المواد في الحالة الغازية تشغل مساحة أكبر من الحالة الصلبة أو السائلة.
امتداد
يستمر الغاز في التوسع مع ارتفاع درجة الحرارة. تعمل درجة الحرارة على زيادة الطاقة الحركية لجزيئات الغاز، وبالتالي إبعادها عن بعضها البعض، كما أن تفريغ الغاز يؤدي إلى تمدد جزيئاته وتمددها.
طرق قياس ضغط الغاز
يمكن قياس ضغط الغازات باستخدام مقياس الضغط، وهو باللغة الإنجليزية جهاز على شكل حرف U يكون فيه أحد طرفي حرف U مفتوحًا والطرف الآخر متصل بالحاوية التي تحتوي على الغاز المراد قياس ضغطه A. يستخدم مقياس الضغط لقياس ضغط الغاز الذي لا يتجاوز الضغط الجوي.
الغازات الجوية
يتكون الغلاف الجوي المحيط بالأرض من مجموعة من الغازات وهذه الغازات لها القدرة على امتصاص الأشعة تحت الحمراء وهي أشعة ضارة وهي غازات تعرف بالغازات الدفيئة أو الغازات الدفيئة لأنها ضارة فهي غازات تسبب زيادة في ظاهرة الاحتباس الحراري وتتكون من الغازات النشطة شديدة الخطورة لأنها تدخل بشكل مباشر في التفاعلات البيولوجية التي تحدث فوق سطح الأرض والغازات الخاملة الأخرى التي لا تدخل في التفاعلات البيولوجية هذه الغازات نكون:
- غاز الهيدروجين: تبلغ حصته 75%، وهو الغاز الأكثر وفرة في الكون.
- غاز الكلوروفلوروكربون: وهو المسبب الرئيسي لظاهرة الاحتباس الحراري.
- ثاني أكسيد الكربون: وهو غاز تكون نسبته قليلة مقارنة بالغازات الأخرى حيث أن نسبته لا تتجاوز 1% من نسبة الغازات الموجودة في الغلاف الجوي. كما أن لثاني أكسيد الكربون فوائد عديدة، أهمها أنه المسؤول الأول عن إطفاء الحرائق. كما أنه مسؤول بشكل أساسي عن عملية التمثيل الضوئي في النباتات.
- غاز الأكسجين: وهو من الغازات المفيدة جداً والمسؤولة عن حياة الكائنات الحية، خاصة أن نسبته تبلغ 21%.
- غاز الميثان: هو الغاز الذي يلعب دوراً مهماً في زيادة درجة حرارة الجو وينتج أيضاً عن طريق تحلل المواد العضوية.
- غاز الأوزون: هو الغاز الرئيسي الذي يتكون منه الغلاف الجوي. كما أنه يحمي الأرض والكائنات الحية من الأشعة فوق البنفسجية الضارة.
- غاز النيتروجين: تبلغ نسبة النيتروجين في الجو حوالي 78%، ويتميز الغاز بأنه ليس له لون أو طعم أو رائحة. كما أنه يعتبر مفيداً جداً لحياة الإنسان حيث أنه المكون الأساسي للبروتينات ويمكن الحصول عليه في كافة الأجهزة الحيوية.
- غاز الأرجون: وهو غير شائع في الغلاف الجوي حيث تبلغ نسبة محتواه 0.94% فقط.
- أكسيد النيتروز: هو الغاز الذي ينطلق أثناء الحرائق.
دراسة سلوك الغازات
يمكن تحديد سلوك الغازات من خلال فحص ثلاثة متغيرات:
- الحجم: يتغير حجم الغاز حسب الوعاء الذي يوجد فيه. على سبيل المثال، كمية الغاز التي تملأ حجم الغرفة تساوي الكمية التي يمكن ملؤها في أسطوانة أو زجاجة. يشغل الغاز حجم المساحة التي يوجد فيها.
- درجة الحرارة: يتأثر الغاز بشكل مباشر بارتفاع وانخفاض درجة الحرارة. تؤثر الحرارة على الروابط بين جزيئاتها، فتزيد حركتها عند صعودها أو تقل حركتها عند نزولها.
- الضغط: يتأثر الغاز بالضغط الواقع عليه. كلما زاد الضغط على جزيئات الغاز، زاد القرب بينها وصغر حجمها. كلما انخفض الضغط، زاد حجم الغاز.
أهمية الغازات
- ربما يعرف الطلاب مدى أهمية الغازات في حياتنا، لكن غير الطلاب يعيشون الحياة وينظرون إلى بعض المراجع أو الأسئلة التي قد تتبادر إلى أذهانهم: ما أهمية الغازات في الغلاف الجوي وماذا تقدم لنا؟ أن الغازات تتكون من العديد من العناصر الأساسية للحياة.
- ولا يجب فصل الغازات، أي أن كل غاز منفصل عن الآخر. يمكن أن يجتمع غازان لتكوين عنصر قوي يفيد الإنسان في بعض جوانب الحياة.
- وقد تُصنع بعض الأسلحة من الغازات التي تحمي بلادنا من أي عدو. ولذلك نواجههم بقوة تفوق قوتهم، مثلا بالغاز المسيل للدموع. وساعدت الشرطة في فض اعتصامات يمكن أن تسبب الأذى والموت لجهات أجنبية بريئة في مصر.
- يمكننا أيضًا الاستفادة من الغازات بطرق أخرى، مثل قدرتها على حماية الإنسان من الأشعة الضارة التي يمكن أن تدخل إلى عالمنا، مثل الأشعة فوق البنفسجية الضارة، والتي يمكن أن تضر الكثير من الأشخاص بل وتعرضهم للخطر إذا تعرضوا لها.
عيوب وأضرار الغازات
- وبما أن كل فعل يسبب رد فعل، فإن هناك بعض الغازات التي عندما تتحد مع بعضها البعض تكون لها نتائج خطيرة. وفي الحروب يكون القتل بالغاز أكثر فعالية من القتل بالرصاص.
- هناك أنواع من الغازات يمكن أن تسبب الشلل للإنسان لحظة شمها. ولذلك فإن الرهيب في هذا الأمر هو أن هناك غازات كثيرة لا نستطيع رؤيتها أو شمها بأعيننا، فنتجنبها ونعالجها وهي من أخطرها.
- كما أن هناك بعض الغازات التي تتسبب في وفاة الإنسان بشكل مفاجئ ودون سابق إنذار. وبمجرد دخولها إلى الرئتين أو الصدر، فإنها تتسبب في موت الخلايا والأنسجة في الجسم، وقد لا يتمكن الأطباء من معرفة سبب الوفاة. بقدر ما تسبب الغازات حياتنا، فإنها يمكن أن تسبب موتنا أيضًا.
- ولذلك يجب إعطاء أهمية كبيرة لاتحاد الذرات والعناصر حتى لا ندمر الأنواع بشكل كامل، ويجب أن نعرف أننا في عالم يتعلق بالغازات وأسلحة الدمار الشامل.
- وكانت أخطر الأسلحة التي سبقتها هي الأسلحة الفتاكة للغاية، أو بتعبير أدق، أسلحة الموت البطيء للإنسان، وهي أكثر عذاباً من غيرها.
- أحد الغازات السامة يمكن أن يجعل الشخص لا يشعر بعقله ولا يتخيل ما ليس موجودا وهو الشعور بالهلوسة وأن هناك بعض الأفراد الذين يطاردونه وهذا الغاز بشكل عام يسبب أنك لم تعد على قيد الحياة.
- لذلك يجب على كل شخص اتخاذ الاحتياطات اللازمة في هذا الشأن حفاظاً على حياتنا وحياة أطفالنا، حيث أن هناك غازات يمكن أن تسبب حروقاً والتهابات جلدية كاملة، والتي لا يمكن علاجها بالأدوية بأي حال من الأحوال، فنتائجها مضمونة.
- وهذا يوضح لنا أننا نتجه نحو عالم له عواقب كثيرة لدرجة أننا لا نستطيع معرفة ما ينتظرنا في السنوات القادمة.