يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال بحث علمي عن الغازات ، و خصائص الغازات ، و طرق قياس ضغط الغاز ، و غازات الغلاف الجوي ، و دراسة سلوك الغازات ، و أهمية الغازات ، و سلبيات وأضرار الغازات ، تعتبر الغازات من الأشياء الغير مرئية ولكنها ملموسة، ففي الطبيعة والحياة نجد أننا بداخل غلاف جوي يوجد به الكثير من الغازات المختلفة، فهناك بعض الغازات التي يحتوي عليها جسم الإنسان لتجعله قابلاً على الحياة، كالأكسجين، النيتروجين، ثاني أكسيد الكربون وغيرها من الغازات الضرورية للحياة وللقدرة على التعايش.

بحث علمي عن الغازات

بحث علمي عن الغازات
بحث علمي عن الغازات

بحث علمي عن الغازات

المادّة في علم الكيمياء هي الحالة التي تكون الذَّرات أو الجزيئات عليها في الطبيعة، وللمادّة ثلاث حالاتٍ هي: الحالة الصّلبة أو الجامدة، والحالة السَّائلة، والحالة الغازيّة.

الغازات شكلٌ من أشكال المادة وهو من الموائع كالسوائل تماماً؛ وسُميّ مائعاً لأنه يمتاز بخاصّية الانتقال من مكانٍ إلى آخر، بالإضافة إلى أنّه يملأ الوعاء الذي يوضع فيه مهما كان حجمه.

الغازات توجد في الطّبيعة على هيئة جزيئاتٍ ثنائيّةٍ مكونةٍ إما من ذراتٍ من نفس النَّوع كالغازات النَّبيلة- عناصر المجموعة الثَّامنة من الجدول الدَّوري- كالأرجون والنيون، أو غازاتٍ أخرى كالأكسجين والنيتروجين واليود وغيره، أو ذرّاتٍ من أكثر من نوع كثاني أكسيد الكربون- مكوّن من الأكسجين والكربون-، وأول أكسيد النيتروجين- مكوّن من الأكسجين والنيتروجين-، والميثان- مكوّن من الهيدروجين والكربون- وغيرها من الغازات.

خصائص الغازات

تعد الغازات (بالإنجليزية: gases) من حالات المادة متغيرة الشكل والحجم، كما أن لديها قابلية للتمدد، والانتشار، والضغط، وتمتلك عدد من الخصائص التي تميزها عن غيرها من حالات المادة.

الكثافة القليلة

يتميز الغاز بكثافته القليلة مقارنة بغيره من حالات المادة، وذلك بسبب تباعد جزيئاته المفعمة بالطاقة الحركية عن بعضها بعضًا؛ نتيجة انعدام قوة الارتباط بينها.

تسهم الكثافة القليلة بجعل الغاز أكثر سيولة، إذ تتحرك جزيئاته بسرعة عالية جدًا، مما يؤدي إلى تصادمها ببعضها بعضًا مسببةً انتشار جزيئات الغاز في الأسطوانة المملوءة به بالتساوي حسب مساحتها.

القابلية للانضغاط

يتميز الغاز بوجود مساحة كبيرة جدًا بين جزيئاته، لذا يؤدي التأثير على الغاز بقوة ضغط معينة إلى اقتراب تلك الجزيئات من بعضها بعضًا، وبالتالي تقلص حجمه عما كان عليه.

يتناسب حجم الغاز عكسيًا مع الضغط المؤثر، فكلما ازداد الضغط على الغاز قل حجمه، فمثلًا؛ عند زيادة الضغط من 1 (atmosphere) إلى 2 (atmosphere) فإن حجم الغاز سيقل إلى النصف.

الانتشار والضغط

يتميز الغاز بخاصية الانتشار حيث يسمح لجزيئاته بالانتشار داخل أي وعاء موضوع به، دون أهمية لشكل الوعاء وحجمه، وذلك بسبب ضعف قوى الترابط بين جزيئاته، ووجود المساحة الكبيرة بينها، إذ يمكن أن تختلط جزيئات نوعان من الغاز بكل سهولة، وبسرعة عالية، لتشكل خليط متجانس.

تتحرك جزيئات الغاز باستمرار فتمارس الضغط على مساحة السطح الداخلي للوعاء المملوءة به، ويختلف الضغط المؤثر على سطح الوعاء وفقًا لعدة عوامل مثل: كمية الغاز الموجودة في الوعاء، ودرجة الحرارة، والضغط.

ليس لها شكل أو حجم محدد

يتميز الغاز بالحركة العشوائية التي تتيح له إمكانية التمدد والتقلص حسب حجم الأسطوانة الموجود فيها، وبما يوافق شكلها، لذا فإن حجم الغاز يساوي مساحة الأسطوانة الموجود فيها، بالتالي نجد أنه لا يوجد للغاز حجم أو شكل ثابت، إنما يتخذ حجم وشكل الوعاء الذي يوضع به.

تأخذ المواد في الحالة الغازية مساحة أكبر من التي تأخذها في الحالة الصلبة، أو السائلة.

التوسع

يتمدد الغاز ويتوسع بارتفاع درجة الحرارة؛ إذ تعمل درجة الحرارة على زيادة الطاقة الحركية لدى جزيئات الغاز، وبالتالي ابتعادها عن بعضها البعض، كما أن إزاحة الضغط عن الغاز يؤدي إلى توسع جزيئاته وتمدده.

طرق قياس ضغط الغاز

يُمكن قياس ضغط الغازات باستخدام جهاز المانوميتر، وهو جهازٌ على شكل حرف U بالإنجليزيّة، بحيث يكون أحد طرفيّ حرف U مفتوحاً والطّرف الآخر متصلاً بالوعاء الذي يحتوي على الغاز المُراد قياس ضغطه، ويستخدم المانوميتر لقياس ضغط الغاز الذي لا يزيد عن مقدار الضّغط الجويّ.

غازات الغلاف الجوي

إن الغلاف الجوي المحيط بالكرة الأرضية يتكون من مجموعة من الغازات، وتلك الغازات لديها القدرة على امتصاص الأشعة التحت الحمراء، وهي الأشعة الضارة وهي الغازات التي تعرف باسم غازات الاحتباس الحراري، أو الغازات الدفينة، يرجع ذلك لكونها تلك الغازات التي تتسبب في زيادة الاحتباس الحراري، وتتكون من غازات نشطة شديدة الخطورة، حيث تدخل بشكل مباشر في التفاعلات الحيوية التي تتم فوق سطح الأرض، وغازات أخرى خاملة لا دخل لها في التفاعلات الحيوية، أما عن تلك الغازات فهي:

  • غاز الهيدروجين: وهو أكثر الغازات المتوافرة في الكون، حيث تبلغ نسبته 75%.
  • غاز الكلوروفلوروكبرون: وهو السبب الرئيسي في ظاهرة الاحتباس الحراري.
  • غاز ثاني أكسيد الكربون: وهو غاز نسبته قليلة بالنسبة للغازات الأخرى، حيث لا تتعدى نسبته 1% من نسبة الغازات المتواجدة في الغلاف الجوي، كما أن غاز ثاني أكسد الكربون له العديد من الفوائد ومن أهمها هو المسؤول الأول عن إخماد الحرائق، كما إنه المسؤول الأول عن عملية التمثيل الضوئي للنباتات.
  • غاز الاكسجين: وهو الغاز المفيد جداً والمسؤول عن حياة الكائنات الحية، ولا سيما أن نسبة تواجده تمثل 21%.
  • غاز الميثان: وهو الغاز الذي له دور كبير في رفع درجة الحرارة في الجو، كما ينتج الميثان من خلال تحلل المواد العضوية.
  • غاز الأوزون: وهو أهم الغازات المكونة للغلاف الجوي، كما غنه يعمل على حفظ الأرض والكائنات الحية من التعرض للأشعة الفوق بنفسجية الضارة.
  • غاز النيتروجين: وتبلغ نسبة النيتروجين في الجو حوالي 78%، ويتميز الغاز بانه لا لون ولا طعم ولا رائحة، كما إنه يعتبر مفيد جداً للحياة البشرية، فهو المكون الأساسي للبروتينات، كما يمكن الحصول عليه بجميع الأنظمة الحيوية.
  • غاز الأرجون: وهو لا يتواجد بوفرة في الغلاف الجوي، حيث تبلغ نسبته 0.94% فقط.
  • غاز ثاني أكسيد النيتروز: وهو الغاز المنطلق اثناء الحرائق.

دراسة سلوك الغازات

يُمكن معرفة سُلوك الغازات من خلال دراسة متغيراتٍ ثلاثة هي:

  • الحجم: حجم الغاز يتغير بتغير الوعاء الذي يُوضع فيه؛ فكميّة الغاز التي تملأ حجم الغرفة مثلاً هي نفسها التي يُمكن ملؤها في أسطوانةٍ أو زجاجةٍ؛ فالغاز يأخذ حجم الحيز الذي يُوجد فيه.
  • درجة الحرارة: يتأثر الغاز بارتفاع وانخفاض درجة الحرارة طردياً؛ فالحرارة تؤثر على الرَّوابط بين جزيئاته ممّا يزيد من حركتها بارتفاعها أو يُقلل من حركتها بانخفاضها.
  • الضغط: يتأثر الغاز بالضَّغط الواقع عليه؛ فكلّما زاد الضَّغط الواقع على جزيئات الغاز زاد التّقارب بينها وبالتّالي قلّ حجمه، وكلّما قلّ الضغط زاد حجم الغاز.

أهمية الغازات

  • فالدارسين قد يعرفون ما مدى أهمية الغازات في حياتنا، ولكن الغير دارسين ويعيشون في الحياة ويتطلعون على بعض المراجع أو الأسئلة التي قد تأتي في أذهانهم، ما هي أهمية الغازات في الجو، وما الذي تقدمه لنا، فنجد أن من الغازات تتكون الكثير من العناصر الأساسية في الحياة.
  • فالغازات ليس لازماً أن تكون منفردة أي كل غاز منفصل عن الأخر فقد يتحد عنصران من الغازات حتى نحصل على عنصر قوي يفيد الإنسان في أحد جوانب الحياة.
  • فقد يتم تصنيع من الغازات بعض الأسلحة التي تحمى أوطاننا من أي عدواً فنواجه بقوة أكبر من قوته، مثل الغازات المسيلة للدموع فساعدت الشرطة في فض الاعتصامات التي قد تتسبب في أذى وموت للأبرياء من بعض العناصر الدخيلة على مصر.
  • كما أن يمكننا أيضا أن نستفاد من الغازات في أشياءً أخرى مثل قدرتها على حماية الإنسان من أي أشعة ضارة قد تتطرق إلى الدخول إلى عوالمنا مثل الأشعة الفوق بنفسجية الضارة، التي قد تؤذي الكثيرون، بل تعرضهم للمخاطر بمجرد التعرض لها.

قد يهمك:

سلبيات وأضرار الغازات

  • ولأن لكل فعل رد فعل، فهناك بعض الغازات عند اتحادها مع بعضها البعض ينتج عنها عواقب وخيمة، ففي الحروب الأقوى من القتل بالرصاص هو القتل بالغازات.
  • فهناك أنواعاً من الغازات قد تتسبب في شلل الإنسان في نفس اللحظة التي يستشفها، لذلك فالرعب في ذلك الأمر أن الغازات هناك الكثير منها لا يمكننا أن نراه بأعيننا أو يوجد له أي رائحة فنتجنبها، بل أنها يتم التعامل بها وهي من أخطر ما يكون.
  • كما أن هناك بعض الغازات التي تسبب للإنسان موت مفاجئ بدون أي مقدمات، فبمجرد دخولها للرئة أو القفص الصدري فتقوم بموت الخلايا والأنسجة في الجسم وقد لا يتوصل الأطباء لمعرفة سبب الوفاة، فالغازات على قدر أنها تتسبب في حياتنا فقد تتسبب في وفاتنا.
  • لذلك يجب أن يتم التعامل مع اتحاد الذرات والعناصر بأهمية بالغة، حتى لا نقوم بتدمير كامل للجنس، ويجب العلم أننا أصبحنا في عالم يتعامل مع الغازات وأسلحة الدمار الشامل.
  • الأكثر خطورة مما سبقها من أسلحة شديد القتل، أو بمعنى أصح أسلحة الموت البطء للإنسان، وهي أشد تعذيباً عن غيرها.
  • فقد تتسبب أحد الغازات السامة بالعمل على جعل الإنسان لا يشعر بعقله ويتخيل ما ليس موجوداً، وهو الشعور بالهلوسة وأن هناك بعض الأفراد يطاردونه، ويتسبب هذا الغاز بالغياب عن الحياة بشكل عام.
  • لذلك فيجب أن يقوم كل شخصاً باتخاذ الاحتياط اللازم لهذا الأمر حفاظاً على أرواحنا وأرواح أطفالنا، فهناك غازات قد تتسبب في حروق كاملة للجلد والالتهاب التي لا يمكن علاجها بأي أدوية مهما كانت نتائجها مضمونة.
  • وهذا يجعلنا نرى أننا نتجه نحو عالم ملئ بالكثير من العواقب، التي لا نستطيع أن نعرف ما ينتظرنا في السنوات المقبلة.