نظرية الحركة الجزيئية The Kinetic-Molecular Theory
- اقترح الكيميائيان بولتزمان وماكسويل Boltzman and Maxwell عام 1860م - كل منهما على حدة - نموذجاً لتفسير خصائص الغازات. عرف هذا النموذج بنظرية الحركة الجزيئية؛ وذلك لأن الغازات جميعها التي اختبرها بولتزمان وماكسويل تتكون من جسيمات؛ حيث للأجسام المتحركة طاقة تسمى طاقة حركية.
- تصف نظرية الحركة الجزيئية سلوك المادة بالاعتماد على حركة جسيماتها.
- ولقد وضع هذا النموذج عدة افتراضات حول حجم جسيمات الغاز وحركتها وطاقته.
فروض النظرية الحركية الجزيئية
(1) الفرضية الأولى
الغازات تتكوَّن من جسيمات كروية الشكل تكون عادة ذرّات مثل الغازات النبيلة أو جزيئات مثل الهيدروجين والأكسجين.
(2) الفرضية الثانية
حجم جسيمات الغاز صغيرة للغاية بالمقارنة مع المسافات التي تفصل بينها ، وبالتالي يمكن افتراض أنّ حجوم هذه الجسيمات غير مهمّة بالنسبة للحجم الذي تشغله هذه الجسيمات .
- هذه الفرضية التي تنصّ على أنّ جسيمات الغاز متباعدة بعضها عن بعض بدرجة كبيرة تُفسِّر خاصّية مهمّة هي قابلية الغاز للانضغاط ، فيسهل ضغط الغاز بسبب وجود فراغ بين جزيئاته .
- وتُستغَلّ هذه الخاصّية في عمل الوسائد الهوائية في السيارات لحماية السائقين والركّاب عند حدوث اصطدامات ناتجة عن الحوادث ، وفي تصميم أجهزة أمان أخرى ، ذلك لأنّها تمتصّ الطاقة الناتجة عن التصادم عندما تضطرّ جسيمات الغاز إلى الاقتراب بعضها من بعض .
(3) الفرضية الثالثة
لا توجد قوى تنافر أو تجاذب بين جسيمات الغاز ، وبالتالي تتحرّك الغازات بحرّية داخل الأوعية التي تشغلها . في الحقيقة ، ينتشر الغاز حتّى يأخذ شكل الوعاء الذي يحتويه وحجمه .
(4) الفرضية الرابعة
تتحرّك جسيمات الغاز بسرعة في حركة عشوائية ثابتة ، فهي تسير في مسارات مستقيمة ، ويكون كلّ منها مستقلًّا عن الآخر .
- ونرى في الشكل التالي أنّ الجسيم يمكن أن يحيد عن مساره الخطّي المستقيم إذا اصطدم بجسيم آخر .
- تفترض النظرية الحركية أنّ هذه التصادمات بين جسيمات الغاز مرنة تمامًا ، أي أنّ الكمّية الكلّية للطاقة الحركية تظلّ ثابتة أثناء الاصطدام ، وطاقة الحركة تنتقل من جسيم إلى آخر من دون هدر أيّ منها .
- يجب أن تتذكّر أيضًا أنّ متوسّط الطاقة الحركية لمجموعة من جسيمات الغاز يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة المطلقة (كلفن) للغاز .
(5) الفرضية الخامسة
تحدث جسيمات الغاز ضغطًا على جدار الوعاء الحاوي لها نتيجة التصادمات المستمرة بين هذه الجسيمات وجدار الوعاء.