أكتشف بنفسك : الصفحة الرئيسية > تبادُل > مواد و خامات > سؤال/ جواب
لماذا يذوب الغاز في السائل عندما يذوب الضغط؟
١٣/١١/٢٠٠٠
تاريخ
 
سؤال من
 
نحن مجموعة من المتدربين بـ I.U.F.M. بروان، ونحن نقوم بإعداد ملف عن الغازات، لماذا يجب على الغطاس احترام تدرج تخفيف الضغط ... ونحن نطرح الأسئلة التالية: لماذا يتغير تكوين الغاز الموجود في الدم عندما نغطس لعمق كبير(استخدام خليط غازي آخر غير الهواء المضغوط بالأنابيب عندما نغطس لعمق كبير؟)، لماذا تذوب الغازات في السائل عندما يرتفع الضغط؟
 

 
 
١٥/١١/٢٠٠٠
تاريخ
 
إجابة من
 
بعض العوامل للإجابة يقدمها شخص لا يمارس الغطس... أظن أن ذوبان الغاز في السائل ممكن لأن مجهريا الجزيئات لا تكون مندمجة وملتحمة بالكامل، حيث توجد فراغات أو مساحات يحدث لها تطور مع الوقت، وتسكن بها جزيئات الغاز. نظن أيضا أنه كلما زاد ضغط الغاز(جزئيا)، كلما امتلأت هذه المساحات بالغاز، وكلما استطعنا إذابة الغاز، على الأقل حتى يحدث تشبع للسائل بالغاز. إن ذوبان الغاز في الأنسجة العضوية يتبع بعض الآليات الأكثر تعقيدا. وهذا يختلف في الأعماق، بسبب اختلاف الضغط، إنها كمية ثنائي الأزوت الذائبة في أنسجة الجهاز العصبي التى تسبب هذا التغيير. ذلك التأثير المخدر (مثل الأعماق)، يعد إحدى الآثار الناتجة عن الضغط، ويظهر على عمق حوالي ٦٠ متر تقريبا، ضغط يساوى ٧ مرات ضعف الضغط الجوي. مما يعني أن الضغط الجزئي لثنائي الأزوت يوازى ٥.٦ ضعف الضغط الجوي (لكون الهواء مكون من ٨٠ % من ثنائي الأزوت) أيضا، ولتقليل آثار ثنائي الأزوت، فيجب أن نقلل من تركيزه في الخليط الذي نتنفسه (غالبا الهواء)، وزيادة تركيز ثنائي الأكسجين أونستبدل ثنائي الأزوت بالهليوم.
 
 
لماذا يذوب الغاز في السائل عندما يذوب الضغط؟

 
 
٠٨/١٢/٢٠٠٠
تاريخ
 
إجابة من
 
الجزء ١، تذوب الغازات في الماء، مما يعني أن جزيئات الماء وجزيئات الغاز تتجاذب بقوى أقل أو أكثر شدة، والتي تسمح لعدد ما من جزيئات الغاز بأن تتداخل مع السائل. وهذه القوى تعتمد على الصفات الكيميائية والفزيائية للغاز والسائل. إن طبيعة تكوين تلك الذرات وترابطها يؤثرعلى القوى الكهربائية الساكنة للتجاذب. مثلا، فإن ثاني أكسيد الكربون (الغاز الكربوني)، يذوب بشدة في الماء (المياه الغازية)، ولكن ليس في سائل الأمونيا. أما البيوتان، فهو شديد الذوبان في سائل الأمونيا وليس في الماء (وهى تجربة خطيرة يجب عدم محاولة إجرائها، خطر!)، الثنائى الأزوت، وعادة، نقول إن الأزوت الموجود في الهواء قليل الذوبان في الماء. القانون الأول: يعتمد الذوبان على صفات المادة المذابة وكذلك المذيب. فإن جزيئات الغاز والسائل، لا يوجد بينها روابط قوية، وما هو إلا تجاذب، بمعنى أن الصلة بين الجزيئات تقل عندما تكون شديدة الاضطراب، وتلك هي الحالة عندما ترتفع درجة الحرارة. القانون الثانى: تقل درجة ذوبان الغاز في الماء عند ارتفاع درجة الحرارة. وهى تنعدم عندما تصل درجة إضطراب السائل إلى الحد الذي لا تكون فيه جزيئات السائل قريبه من بعضها البعض، أي عندما تصل إلى درجة الغليان. عندما نلاحظ اتصال سائل بغاز، في هذه الحالة يحدث اتزان لجزيئات الغاز، وفي الحالة الغازية، فإن الجزيئات تضطرب، وتتصادم ويكون لها إذا ضغط. أما إذا وضعناها في وعاء فإنها تصطدم بالجدار، وبالإضافة لذلك فإنها كثيرة العدد بالنسبة لوحدة الحجم ولكونهم مضطربين(لإرتفاع حرارتهم)، فهذا هو تأثير الضغط . وفي المرحلة السائلة، تتجاذب للجزيئات الأخرى، ولكن في النهاية فإنها تتنافر، وتتوزع بين الحالتين حتى تصل إلى أقل تنافر ممكن. لو كان الضغط شديد في الحالة الغازية، فإن الجزيئات سوف تميل للتحول إلى الحالة السائلة والعكس. القانون الثالث: يعتمد ذوبان الغاز على ضغط الغاز عند ملامسته للمذيب. القانون الرابع: تحول السائل لغاز أو الغاز لسائل يحتاج لوقت. الجزء ٢ تكملة لإجابة "جيرار تورشيه"، الذي أجاد وصف آثار القانون الثالث لذوبان ثنائي الأزوت في جسم الغطاسين، يرتفع الضغط تحت تأثير ثقل الماء عندما ننزل للأعماق، فيجب أن نتنفس الهواء عند ضغط المكان الذي نتواجد به، وإلا فإننا لن نستطيع أن نملأ الرئتين. وكلما نزلنا، كلما ارتفع ضغط الهواء الذي نتنفسه (مثلا ثلاثة أذرع عندما نكون على عمق ٢٠ متر تحت الماء). الأثر المباشر (القانون الثالث)، يذوب الهواء في الدم ثم في الجسم كله. أثرمحث، ١) على عمق كبير، ترتفع كمية ثنائي الأزوت لدرجة أن آثاره السامه للأعصاب تبدأ في الظهور (مثل الأعماق الذي ذكره "جيرار تورشيه"، على عمق ٣٥ متر لدى الغطاسين المتمرسين). ٢) عندما نرتفع، ينخفض ضغط الهواء الذي نتنفسه، إذا المرحلة الغازية التي تتوازن مع السائل الذي هو الجسم. وعندما ينخفض الضغط، إذا يقل الذوبان (القانون الثالث) ويميل الهواء لتكوين فقاقيع غاز في الدم أو في أى مكان في الجسم. في الواقع ليس الهواء هو الذي يكون الفقاقيع، وإنما ثنائي الأزوت الموجود في الهواء، وتستهلك الأنسجة ثنائي الأكسجين أو يتولاها الهيموجلوبين. وتعتبرالفقاقيع هي زوال الضغط الذي يمكن أن يكون مميتا إذا كان مكانها سيئاً (القلب، المخ). يجب إذا الصعود ببطء، بحيث نترك الوقت لثنائي الأزوت للمرور من الأنسجة إلى الدم، ثم من الدم للرئتين حيث يتم الزفير، تلك المسيرة ليست فورية (القانون الرابع). يمكن أن نلاحظ بعض التوقفات أثناء الصعود، تلك هي التدرجات. إن فترة وعمق كل درجة تعتمد على كمية ثنائي الأزوت المذابة، وتلك الكمية نفسها تعتمد على العمق ومدة الغطس بناء على القانون الثالث والرابع. كل ذلك شديد التعقيد، خاصة إن أنسجة الجسم لا تتفاعل مثل السوائل. ومن الاستعدادات التي تدير التدرجات، طاولات وأجهزة كمبيوتر للغطس تستخدم وصفاً نظرياً أكثر تعقيدا، ويصححه بعض الملاحظات الطبية. يمكن أن نرجع لدروس الغطس خاصة التي تتماثل مع الإعداد للمستوى الرابع، مثل الكتب أو المواقع العديدة. الهواة يجدون مراجع طبية عديدة متخصصة (ولكن خاصة بالمتخصصين!)
 
 
أدوات
© اكتشف بنفسك ٢٠٢٤