النظرية الحركية

النظرية الحركية  kinetic theory

و تعرف أيضا باسم نظرية الجسيم، و هي نظرية تصف الخصائص الفيزيائية للمادة من خلال حركة الجزيئات المكونة لها ، و قد قام باقتراح هذه النظرية كل من كونت رمفورد و جيمس جول و جيمس كليرك ماكسويل . ففي حالة الغازات فإن هذه النظرية تصف سلوك الغاز من خلال افتراض نموذج للغاز بجانب عدد من الإفتراضات تتعلق بمسك  الغاز، و تتألف هذه النظرية من الفروض التالية :

1 – يتألف الغاز من جسيمات دقيقة ( دقائق ) تعرف بالجزيئات ، لكل منها كتلة معينة و حجم معين لا يختلفان للغاز الواحد و لكن يختلفان من غاز لآخر ، و تمتاز هذه الجسيمات بالحركة الدائمة العشوائية .

2 – تصطدم هذه الدقائق ببعضها البعض و بجدار الإناء الذي يحتويها باصطدامات تامة المرونة ، بمعنى أنها لا تؤدي إلى فقدان الغاز لأي من طاقته الحركية .

3 – يتناسب مجمل الطاقة الحركية لجميع الجزيبئات تناسبا طرديا مع درجة الحرارة المطلقة .

4 – تعتبر قيمة قوى التجاذب بين جزيئات الغاز في غاية الصغر و لذلك فهي مهملة .

5 – يمثل حجم الجزيء مقارنة بحجم الإناء الذي يشغله مقدارا صغيرا مهملا .

و حيث أن الغازات الحقيقية لا تخضع خضوعا تاما لهذه الفروض فلقد اتفق على وجود غاز افتراضي يخضع لتلك الفروض و هذا الغاز يعرف باسم الغاز المثالي .

ففي حالة الغازات فإن الضغط هو نتيجة لتصادمات جزيئات الغاز بجدران الواعاء الذي يحتويها ، فالضغط الناتج عن مول واحد من الغاز يحتوي على n من الجزيئات ، كل منها له كتله مقدارها m و محصورة في وعاء حجمه V ، يمكن حسابه من خلال العلاقة التالية :

p = nmĉ²/3V

حيث ĉ² متوسط مربع سرعة الجزيء الواحد . و كما هو طبقا لقوانين الغاز لمول واحد من الغاز ، حيث pV=RT حيث T درجة الحرارة و R الثابت العام للغاز ، فإنه :

RT = nm ĉ² /3

لذلك فإن درجة حرارة الغاز تتناسب مع مربع سرعة جزيئاته ، و حيث أن معدل الطاقة الحركية لأنتقال الجزيئات يساوي mĉ²/2 فإن درجة الحرارة يمكن حسابها كما يلي :

T = (mĉ²/2)(2n/3R )

و حيث أن عدد الجزيئات في المول الواحد لأي غاز هو عدد أفوجادرو ، أي أن NA ، لذلك فإن n = NA ، و تسمى النسبة R/NA باسم ثابت بولتزمان و يرمز له بالرمز k .، لذلك فإن معدل الطاقة الحركية لأنتقال الجزيئات ذات المول الواحد لأي غاز يساوي 3kT/2 . و للغازات وحيدة الذرة فإن هذا يتناسب مع الطاقة الداخلية للغاز ( U ) ، أي أن :

U = NA3kT/2

وحيث أن k = R/NA ، فإن

U = 3RT/2

للغازات ثنائية الذرات  و عديدة الذرات فإن طاقات الأنتقال و الإهتزاز تؤخذ بعين الإعتبار .

أما في حالة السوائل و طبقا للنظرية الحركية فإن الذرات و الجزيئات تتحركك بصورة مستمرة و عشوائية مع الأخذ بعين الأعتبار تأثير درجة الحرارة حيث أن لها علاقة متوسط الطاقة الحركية ، فالجزيئات و الذرات في الحالة السائلة تكون قريبة من بعضها البعض  بحيث يؤخذ بعين الاعتبار  قوى التجاذب بين الجزيئات ، فالجزيئات التي تكون على السطح تكون مرتبطة مع السائل بنوع معين من الروابط و عند ارتفاع درجة الحرارة أو نتيجة لحركة الجزيئات السطحية بسرعة عالية فإنها تتحرر من تلك الرابطة و تتحرر بعيد عن السائل و بالتالي تنخفض متوسط الطاقة الحركية للجزيئات الباقية في السائل .

و بالتالي و نتيجة لتبخر السائل فإن درجة حرارته تنخفض .

في الحالة الصلبة ، فإن الذرات ، الأيونات و الجزيئات تهتز فقط ضمن مواقع محددة في الشبكة البلورية ، حيث تكون قوى التجاذب قوية جدا بحيث يستحيل حدوث أي حركة .

للمزيد من المعلومات حول النظرية الحركية  kinetic theory يرجى الاطلاع على المقالات الآتية :

نظرية الحركة الجزيئية للغازات0 Kinetics Molecular Theory

 

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

 

2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

 

3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :