پاسخ با هم بیاندیشیم صفحه 77 شیمی دهم

پاسخ و توضیح تمرین با هم بیندیشیم صفحه 77 شیمی دهم این تمرین به بررسی رفتارهای گازها تحت تأثیر **دما** و **مقدار ماده (تعداد مول)** می‌پردازد. این مفاهیم اساس قوانین گازها را تشکیل می‌دهند. 💨 --- ## 1. رابطه‌ی حجم و دما (قانون شارل) ### آ) تأثیر افزایش دما بر حجم گاز **پاسخ:** با افزایش دما ($athbf{T}$)، حجم گاز ($athbf{V}$) **افزایش** می‌یابد. **چرا؟** بر اساس $\mathbf{\text{نظریه جنبشی گازها}}$: 1. **افزایش انرژی جنبشی:** افزایش دمای یک گاز به معنای **افزایش انرژی جنبشی متوسط** مولکول‌های آن گاز است. 2. **افزایش برخورد:** مولکول‌های پرانرژی‌تر، $\mathbf{\text{سریع‌تر}}$ حرکت کرده و با $\mathbf{\text{نیروی بیشتری}}$ به دیواره‌های سیلندر و پیستون برخورد می‌کنند. 3. **تغییر حجم:** برای حفظ $\mathbf{\text{فشار ثابت}}$ (زیرا پیستون متحرک است و فشار داخلی باید با فشار خارجی برابر بماند)، پیستون به سمت بالا حرکت کرده و $\mathbf{\text{حجم گاز افزایش}}$ می‌یابد تا تعداد برخوردها در واحد سطح کاهش یابد و فشار ثابت حفظ شود. ### ب) رابطه‌ی حجم و دما در فشار ثابت رابطه‌ی بین حجم یک نمونه گاز ($athbf{V}$) و دمای مطلق آن ($athbf{T}$، بر حسب $\mathbf{\text{کلوین}}$) در فشار ثابت، $\mathbf{\text{رابطه‌ای مستقیم}}$ است (قانون شارل). * **توضیح رابطه:** $\mathbf{\text{حجم گاز متناسب است با دمای مطلق آن.}}$ $$\mathbf{V \propto T} \quad \text{یا} \quad \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \quad \text{(در فشار و مول ثابت)}$$ به عبارت دیگر، اگر دمای مطلق گاز را **دو برابر** کنیم، حجم آن نیز **دو برابر** می‌شود. --- ## 2. تفاوت حجم دو نمونه گاز در دما و فشار ثابت تصویر دو نمونه گاز در سیلندرهای یکسان (بنابراین در فشار و دمای ثابت) را نشان می‌دهد که **حجم متفاوتی** دارند (حجم نمونه سمت راست بزرگتر است). **توضیح تفاوت حجم:** تفاوت در حجم این دو نمونه تنها می‌تواند به دلیل **تفاوت در تعداد مولکول‌های گاز (مقدار ماده یا تعداد مول)** باشد. * **قانون آووگادرو:** این تفاوت بر اساس $\mathbf{\text{قانون آووگادرو}}$ توجیه می‌شود که می‌گوید: $\mathbf{\text{در دما و فشار ثابت، حجم یک گاز مستقیماً متناسب با تعداد مول‌های آن گاز است.}}$ $$\mathbf{V \propto n} \quad \text{(در دما و فشار ثابت)}$$ **نتیجه:** نمونه‌ای که $\mathbf{\text{حجم بزرگتری}}$ دارد (نمونه سمت راست)، $\mathbf{\text{تعداد مولکول‌های بیشتری}}$ (مول بیشتری) از گاز را در خود جای داده است. مولکول‌های بیشتر باعث $\mathbf{\text{برخورد بیشتر}}$ با پیستون و در نتیجه برای حفظ فشار ثابت، نیاز به $\mathbf{\text{حجم بزرگتری}}$ دارد. ⚛️