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.