شرح بعض خصائص الهواء ومكوناته السنة الثانية اعدادي

ما هي الخصاص الفيزيائية للهواء؟

من الخصائص الفيزيائية للهواء هي أنه قابل للانضغاط (compréssible) و التوسع (expansible) و له كتلة.

انضغاط و توسع الهواء

الهواء كباقي الغازات الأخرى ينضغط و يتوسع ، أثناء انضغاطه يرتفع ضغطه و يتناقص حجمه ، و أثناء اتساعه ينخفض ضغطه و يزداد حجمه ، لكن كتلته لا تتغير في كلتا الحالتين.

تجربة الكشف عن قابلية الهواء للانضغاط و التوسع

نأخذ محقنا مكبسه في الوسط كما بالصور أسفله ، و نسد فوهته بأصبع اليد لحصر كمية من الهواء داخل المحقن.

نقوم في الخطوة الأولى بدفع المكبس كما بالصورة التالية.

• نلاحظ تقلص حجم الهواء داخل المحقن.
• ثانيا نقوم بجر مكبس كما بالصورة التالية.

نلاحظ تزايد حجم الهواء داخل المحقن.

تفسير ما يحدث لجزيئات الهواء عند انضغاطه و توسعه

عند الانضغاط تتقارب الجزيئات المكونة للهواء فيما بينها مما يتسبب في تناقص حجمه ، و عند التوسع تتباعد هذه الجزيئات عن بعضها البعض مما يتسبب ف تزايد حجمه ، و هذا ما يفسر قابلية الهواء و جل الغازات الأخرى للانضغاط و التوسع.

ما هي كتلة الهواء؟

كثلة الهواء في الظروف الاعتيادية لدرجة الحرارة و الضغط هي 1.3g لكل 1L و نقول أن كتلته الحجمي هي 1.3g/L.

تجربة الكشف عن كتلة الهواء

في هذه التجربة سنحتاج ل:

• حوض به ماء.
• قارورة من حجم 1.5L.
• أنبوب مطاطيي.
• ابرة نفخ الكرة.
• كرة مملوءة بالهواء.

نقيس كتلة الكرة المملوء بالهواء بواسطة ميزان الكتروني ، فنجد أنها تزن 287g نرمز لها بm1 (la masse 1 = الكتلة 1) كما هو مبين أسفله.

نضع القارورة بشكل مقلوب في الاناء و نركب بالأنبوب المطاطي ابرة النفخ و نغرزها في فوهة الكرة و نضع طرفه الاخر أسفل فوهة القارورة، فنضغط على الكرة لنسحب منها 1.5L من الهواء ليملأ القارورة عبر الأنبوب المطاطي، و بعد انتهاء الملأ نضع الكرة فوق الميزان لنحسب كتلتها ، فنجد أنها أصبحت تزن 285g نرمز لها بm2.

ثم نحسب الفرق بين m1 و m2 بالعلمية التالية :

m(كتلة الفارق) = m1-m2 = 287g – 285g = 2g

ثم نحسب نحسب كتلة 1L من الهواء (أي الكثلة الحجمية للهواء)، بإنجاز العملية التالية.

p = m / v = 2g / 1.5L = 1.3g/L

استنتاج:

نستنتج من خلال هذه المناولة أن للهواء كتلة حجمية تقدر ب 1.3g/1L.

ما هي مكونات الهواء؟

الهواء عبارة عن خليط من الغازات الموجودة بالجو ، فهو يتكون من %21 من ثنائي الأكسجين أي الخمس (1/5 من حجم الهواء)، و %78 من غاز ثنائي الأزوت أي أربع أخماس (4/5) ، و يحتوي أيضا على غازات أخرى كثنائي أوكسيد الكربون و بخار الماء…الخ بنسب ضعيفة تقدر ب %1.

تجربة الكشف عن تواجد الأكسجين بالهواء

في هذه التجربة سنحتاج ل:

• حوض به ماء ملون.
• مخبار مدرج.
• شمعة.

نضع الشمعة في الحوض و نشعلها ، و نضع فوقها المخبار بشكل مقلوب و نعلم مستوى المياه المترسب اليه فنرمز لارتفاع الجهة المملوءة بالهواء بH.

بعد مرور بضعة دقائق نلاحظ انطفاء الشمعة و ارتفاع مستوى الماء بالمخبار ، فنرمز لارتفاع الماء المسرب بh ،كما هو مبين بالصورة التالية.

استنتاج

يدل انطفاء الشمعة و تصاعد مستوى الماء على اختفاء غاز ثنائي الأكسجين الضروري لاشتعال النار أما الغاز المتبقي لا يساعد على ذلك ، انه غاز ثنائي الازوت ، و بما أن نسبة h/H هي %20 فهذا يعني أن الأكسجين يشكل خمس حجم الهواء 1/5.

رائز التعرف على ثنائي الأكسجين

نقوم بإدخال خشيبة متوهجة (incandescent) في قارورة ، فاذا اشتعلت بشدة فهذا يدل على تواجد غاز ثنائي الأكسجين و العكس صحيح ، تستعمل هذه الخاصية كرائز للكشف عن تواجد ثنائي الأكسجين.

أنشطة وثائقية لإغناء معلوماتكم

الهواء و جل الغازات كالماء يمكنها أن تتحول من الحالة الغازية الى الحالة السائلة ثم الى الحالة الصلبة ، فعند ضغط الهواء و تبريده لدرجة حرارة 200 تحت الصفر يتحول الى سائل يغلي عند درجة 196 تحت الصفر ، يتميز الهواء السائل بتبخر سريع ، وعند غمر الأجسام فيه تكتسب خاصيات غريبة ، و اذا غرمنا فيه جسم معين فانه يصبح بسرعة صلبا و قابلا لتكسر مهما لكانت ليونته و مقاومته، شاهد الفيديو التالي.