ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ

ของแข็ง    หมายถึง สารที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคมาก   อนุภาคอยู่ใกล้ชิดกัน  ดังนั้นจึงมีรูปร่างและปริมาตรของมันเอง โดยไม่เปลี่ยนไปตามรูปร่างของภาชนะที่บรรจุ

ของเหลว  หมายถึง  สารที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยกว่าของแข็ง   อนุภาคไม่ได้อยู่ชิดกันอย่างของแข็ง  จึงมีปริมาตรที่แน่นอน  แต่มีรูปร่างไม่แน่นอน  เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ 

ก๊าซ  หมายถึง  สารที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยมาก   อนุภาคฟุ้งกระจายจนเต็มภาชนะที่บรรจุตลอดเวลา   มีปริมาตรและรูปร่างไม่แน่นอน  เปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะของภาชนะที่บรรจุ  ทฤษฎีจลน์ของก๊าซ   ( The  Kinetic  Theory  of  Gases )   ใช้อธิบายสมบัติทางกายภาพของก๊าซ


1.  ก๊าซประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ  เป็นจำนวนมาก  อนุภาคเหล่านี้อยู่ห่างกันมากและไม่มีแรงกระทำต่อกัน
2.  โมเลกุลของก๊าซมีมวล  และมีขนาดเล็กมาก  จนถือว่าโมเลกุลเป็นศูนย์
3.  โมเกลุของก๊าซเคลื่อนที่อย่างอิสระ  ด้วยอัตราเร็วคงที่ตลอดเวลาในแนวเส้นตรง
4.  เมื่อโมเลกุลของก๊าซชนกันเอง หรือ ผนังของภาชนะ  จะมีการถ่ายเทพลังงานจลน์ระหว่างกันได้  แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานรูปอื่น
5.  ที่อุณหภูมิเดียวกันก๊าซทุกชนิดจะมีพลังงานจลน์เฉลี่ยเท่ากัน  และแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน 
6.   ความดันของก๊าซจะเกิดจากการที่โมเลกุลเคลื่อนที่ชนผนังภาชนะเท่านั้น   การชนกันเองจะไม่ทำให้เกิดความดัน   โดยความดันจะสูงถ้าโมเลกุลชนผนังด้วยความเร็วและความแรงสูง  รวมถึงความถี่ในการชนผนังภาชนะสูง


กฎของบอยล์ (Boyle ^, s  Law) 

“  เมื่อใช้อุณหภูมิและมวลของก๊าซคงที่  ปริมาตรของก๊าซจะแปรผกผันกับความดัน  ”                             

                                    P₁V₁   =   P₂V₂   =   P₃V₃   

           

กฎของชาร์ลส์ (Charles ^, law)

                       

                        “ เมื่อความดันและมวลของก๊าซคงที่  ปริมาตรของก๊าซจะแปรผันโดยตรง  กับอุณหภูมิเคลวิน ”

                                              

 กฎของเกย์ลุสแซก (Gay -  Lussac^, s  Law)

                         

            “  เมื่อปริมาตรและมวลของก๊าซคงที่  ความดันของก๊าซจะแปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิเคลวิน  ”

                                                           

กฎของอาโวกาโดร (Avogadro^, s  law)

           

            “ เมื่ออุณหภูมิและความดันคงที่  ปริมาตรของก๊าซจะแปรผันโดยตรงกับปริมาณ  (จำนวนโมล)  ของก๊าซนั้น ”

                        

กฎรวมของก๊าซ และ สมการภาวะของก๊าซอุดมคติ    (Combined  gas  law : equation  state  of  ideal  gas)

            กฎรวมก๊าซ เป็นการนำกฎของบอยล์และกฎของชาร์ลส์มารวมกัน  เพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง  P , V  และ  T   

             

สมการภาวะของก๊าซอุดมคติ

                      

                       PV    =    nRT

                               

ทฤษฎีจลน์กับกฎของบอยล์

ที่อุณหภูมิคงที่ โมเลกุลของก๊าซชนิดเดียวกันจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเฉลี่ยคงที่ เมื่อทำให้ปริมาตรของก๊าซลดลงโดยที่จำนวนโมเลกุลเท่าเดิม โมเลกุลที่อยู่ในภาชนะจะอัดกันแน่นมากขึ้น และมีโอกาสชนกับผนังบ่อยครั้งขึ้น หรือมีความดันเพิ่มขึ้น   และเมื่อทำให้ปริมาตรเพิ่มขึ้นจะก่อให้เกิดที่ว่างมากขึ้น เป็นผลทำให้โมเลกุลชนกับผนังภาชนะน้อยลง ซึ่งความดันจะลดลง

ทฤษฎีจลน์กับกฎของชาร์ลส์

เมื่ออุณหภูมิของก๊าซเพิ่มขึ้นจะทำให้ความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลของก๊าซเพิ่มขึ้น โมเลกุลจึงชนกับผนังของภาชนะได้บ่อยและแรงขึ้น ทำให้ความดันภายในภาชนะเพิ่มขึ้น เมื่อความดันเพิ่มจนมากกว่าความดันภายนอก ก๊าซในระบบจะขยายตัวออกเพื่อรักษาความดันให้คงที่ (ความดันภายในเท่ากับความดันภายนอก)  ปริมาตรของก๊าซจึงเพิ่มขึ้น  ในทำนองเดียวกันเมื่อลดอุณหภูมิ โมเลกุลของก๊าซจะเคลื่อนที่ช้าลงทำให้อัตราการชนผนังภาชนะลดลง ความดันของระบบจึงลดลง

            ดังนั้น  ก๊าซในระบบจึงหดตัวลงเพื่อจะทำให้ความดันคงที่  ปริมาตรของก๊าซจึงลดลง

ทฤษฎีจลน์กับกฎของเกย์ – ลูสแซก

            เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น  พลังงานจลน์และความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลเพิ่มขึ้น  อัตราการชนผนังภาชนะและความเร่งในการชนเพิ่มขึ้น  แต่ปริมาตรภาชนะคงที่จึงทำให้ความดันของก๊าซในระบบเพิ่มขึ้น