أقوى أنواع قوى التجاذب بين جزيئات المادة:
قوى لندن للتشتت
الرابطة الهيدروجينية
قوى ثنائي القطب
التجاذب بين الأيونات في المحلول
يعتمد مبدأ عمل قدر الضغط على:
خفض الضغط داخله لتقليل درجة غليان الماء
تبريد الطعام لإبطاء تفاعلاته
إزالة الهواء من داخله بالكامل
رفع الضغط داخله؛ مما يرفع درجة غليان الماء ويسرّع نضج الطعام
أضعف أنواع قوى التجاذب بين جزيئات المادة:
الرابطة التساهمية
كلما زادت قوة التجاذب بين جزيئات السائل:
زادت سرعة تبخره
زاد ضغطه البخاري
قلّت سرعة تبخره
قلّت درجة غليانه المعيارية
يبيّن الجدول الآتي الضغط البخاري لأربعة سوائل عند 20°C: (W = 48 mmHg , X = 120 mmHg , Y = 300 mmHg , Z = 600 mmHg)؛ فإن السائل الذي يمتلك أعلى درجة غليان رايعية هو:
X
W
Y
Z
بمقارنة كحول الإيثانول C₂H₅OH بغاز الإيثان C₂H₆ المتقاربين في الكتلة المولية، فإن درجة غليان الإيثانول أعلى من الإيثان؛ بسبب:
زيادة الكتلة المولية للإيثانول
وجود روابط هيدروجينية بين جزيئات الإيثانول لا تتوافر في الإيثان
ضعف قوى لندن بين جزيئات الإيثانول
تساوي قوى التجاذب في المادتين
يُعرَّف الضغط البخاري لسائل بأنه:
الضغط الجوي المؤثر على سطح السائل فقط
مجموع الطاقة الحركية لجزيئات السائل
الضغط الناتج عن تصادم جزيئات السائل مع بعضها فقط
الضغط الناتج عن جزيئات بخار السائل عند حالة الاتزان
يختلف مقدار طاقة التبخر المولية بين مركّبين متقاربين في الكتلة المولية، أحدهما ترتبط جزيئاته بروابط هيدروجينية والآخر بقوى ثنائي القطب فقط؛ حيث:
طاقة تبخر المركّب ذي قوى ثنائي القطب أكبر
طاقة تبخر المركّب ذي الروابط الهيدروجينية أكبر؛ لأنها أقوى أنواع قوى التجاذب
طاقتا التبخر متساويتان دائمًا
لا علاقة بين نوع الرابطة وطاقة التبخر
بمقارنة كحولي الميثانول CH₃OH والإيثانول C₂H₅OH، وكلاهما يرتبط بروابط هيدروجينية، فإن درجة غليان الإيثانول أعلى من الميثانول؛ بسبب:
زيادة الكتلة المولية للإيثانول تزيد من قوى لندن الإضافية بين جزيئاته
غياب الروابط الهيدروجينية في الإيثانول
ضعف الروابط الهيدروجينية في الإيثانول مقارنة بالميثانول
أحد المركبات الآتية ترتبط جزيئاته بروابط هيدروجينية:
CH₃OH
CH₃Cl
CH₄
CH₃CH₃
إحدى العبارات الآتية لا تتفق مع خصائص السوائل:
لا تتأثر سرعة تبخر السائل بدرجة حرارته
يأخذ السائل شكل الإناء الذي يوضع فيه
تتحرك جزيئات السائل حركة مستمرة وعشوائية
يمتلك السائل حجمًا ثابتًا
طاقة التبخر المولية لسائل هي كمية الطاقة اللازمة لتحويل:
نصف مول من السائل إلى بخار عند درجة حرارة معيّنة
مول واحد من بخار السائل إلى سائل
مول واحد من السائل إلى صلب
مول واحد من السائل إلى بخار عند درجة حرارة معيّنة
مركّب صيغته CH₃COOH يمتلك مجموعة هيدروكسيل ترتبط فيها ذرة الهيدروجين مباشرة بذرة الأكسجين، فإن نوع قوى التجاذب السائدة بين جزيئاته هو:
قوى لندن للتشتت فقط
قوى ثنائي القطب فقط
لا توجد قوى تجاذب بين جزيئاته
يوصف السائل بأنه:
يأخذ شكل الإناء الذي يوضع فيه، لكنه يحافظ على حجم ثابت
ليس له شكل ثابت ولا حجم ثابت
له شكل وحجم ثابتان لا يتغيران
يشغل حجم الإناء بالكامل مهما كان حجمه
يغلي الماء على قمم الجبال المرتفعة عند درجة حرارة أقل من 100°C؛ بسبب:
ارتفاع درجة حرارة الهواء المحيط
زيادة قوى التجاذب بين جزيئات الماء
انخفاض الضغط الجوي المؤثر على سطح الماء
نقصان الطاقة الحركية لجزيئات الماء
يبيّن الجدول الآتي طاقة التبخر المولية لأربعة سوائل: (A = 21 kJ/mol , B = 26 kJ/mol , C = 31 kJ/mol , D = 44 kJ/mol)، فإن ترتيب السوائل تنازليًا حسب سرعة تبخرها هو:
A > B > C > D
D > C > B > A
A > D > B > C
D > A > B > C
تُعرَّف درجة غليان السائل بأنها الدرجة التي يصبح عندها:
ضغطه البخاري معدومًا
ضغطه البخاري مساويًا للضغط الخارجي المؤثر على سطحه
ضغطه البخاري أكبر ما يمكن بغض النظر عن الضغط الخارجي
حجمه ثابتًا مهما تغيّر الضغط
عند مقارنة سائلين لهما الكتلة المولية نفسها تقريبًا، أحدهما قطبي (تسود بين جزيئاته قوى ثنائي القطب) والآخر غير قطبي (تسود بين جزيئاته قوى لندن)، فإن العبارة الصحيحة عند الحرارة نفسها هي:
درجة غليان السائل القطبي أعلى من درجة غليان السائل غير القطبي
الضغط البخاري للسائل القطبي أعلى من الضغط البخاري للسائل غير القطبي
سرعة تبخر السائل القطبي أعلى من سرعة تبخر السائل غير القطبي
لا فرق بين السائلين في أي من خصائصهما
أحد المركبات الآتية لا تتوافر بين جزيئاته روابط هيدروجينية رغم احتوائه على ذرة أكسجين:
HF
CH₃OCH₃
NH₃
بالاعتماد على قيم الضغط البخاري عند 20°C لأربعة سوائل (الماء 17.5 mmHg، الميثانول 98 mmHg، ثلاثي كلورو ميثان 150 mmHg، البنتان 410 mmHg)، فإن السائل الذي تكون قوى التجاذب بين جزيئاته الأقوى هو:
البنتان
ثلاثي كلورو ميثان
الماء
الميثانول
كلما كانت قوى التجاذب بين جزيئات السائل أقوى، فإن درجة غليانه المعيارية:
تقل
تبقى ثابتة
تنعدم
تزداد
إذا كانت طاقة التبخر المولية للماء تساوي 40.7 kJ/mol، فإن الطاقة اللازمة لتبخير 2 mol من الماء تساوي:
20.35 kJ
40.7 kJ
61.05 kJ
81.4 kJ
عند وصول سائل إلى درجة غليانه، فإن العلاقة بين ضغطه البخاري والضغط الخارجي المؤثر على سطحه تكون:
متساويين
الضغط البخاري أكبر من الضغط الخارجي
الضغط البخاري أقل من الضغط الخارجي
لا علاقة بينهما
إذا علمت أن طاقة التبخر المولية لمركّب (P) تساوي 35 kJ/mol، فإن طاقة تكاثفه المولية عند الدرجة نفسها تساوي:
70 kJ/mol
صفر
أكبر من 35 kJ/mol
35 kJ/mol
إذا كانت طاقة تكاثف الماء المولية 40.7 kJ/mol، فإن الطاقة المتحررة عند تكاثف 9 g من بخار الماء تساوي: (Mr(H₂O) = 18 g/mol)
10.175 kJ
تنشأ قوى ثنائي القطب بين:
الذرات المتعادلة غير القطبية
الأيونات الموجبة والسالبة
ذرات الغازات النبيلة
الجزيئات القطبية
إذا علمت أن الضغط البخاري للسائل (M) عند 25°C أكبر من الضغط البخاري للسائل (N) عند الدرجة نفسها، فإن العبارة الصحيحة هي:
قوى التجاذب بين جزيئات M أقوى من قوى التجاذب بين جزيئات N
درجة غليان M المعيارية أعلى من درجة غليان N
طاقة التبخر المولية لـ M أكبر من طاقة التبخر المولية لـ N
قوى التجاذب بين جزيئات N أقوى من قوى التجاذب بين جزيئات M
تُعرَّف درجة الغليان المعيارية بأنها درجة غليان السائل عند ضغط خارجي مقداره:
1 mmHg
273 mmHg
760 mmHg
100 mmHg
إذا كانت قوى التجاذب بين جزيئات السائل (A) أقوى من قوى التجاذب بين جزيئات السائل (B)، فإن العبارة الصحيحة بخصوص الضغط البخاري لهما عند الحرارة نفسها هي:
ضغط A البخاري أكبر من ضغط B
ضغط A البخاري يساوي ضغط B
ضغط A البخاري أقل من ضغط B
لا علاقة بين قوة التجاذب والضغط البخاري
بالاعتماد على البيانات السابقة نفسها، فإن السائل الأسرع تبخرًا عند الحرارة نفسها هو:
البيوتانول
البيوتانون
لا يمكن تحديد ذلك
بالاعتماد على جدول الضغط البخاري للماء، عندما يكون ضغطه البخاري مساويًا 149.4 mmHg، فإن درجة حرارته تساوي:
40°C
60°C
80°C
100°C
بالاعتماد على قيم طاقة التبخر المولية الآتية لثلاثة سوائل (بنتان 25.79 kJ/mol، بيوتانول 43.29 kJ/mol، بيوتانون 31.3 kJ/mol)، فإن السائل الذي تكون قوى التجاذب بين جزيئاته الأقوى هو:
جميعها متساوية القوة
بما أن قوى التجاذب بين جزيئات الإيثانول (روابط هيدروجينية) أقوى من قوى التجاذب بين جزيئات الأسيتون (ثنائي القطب)، فإن ترتيب السائلين تصاعديًا حسب سرعة التبخر عند الحرارة نفسها هو:
الأسيتون ثم الإيثانول
الإيثانول ثم الأسيتون
كلاهما يتبخران بالسرعة نفسها
لا يمكن تحديد الترتيب دون معرفة الكتلة المولية
تحدث حالة الاتزان الديناميكي بين سائل وبخاره في وعاء مغلق عندما:
تتساوى سرعة التبخر مع سرعة التكاثف
يتوقف التبخر نهائيًا
يتوقف التكاثف نهائيًا
يتحول السائل بالكامل إلى بخار
إذا كان الضغط الجوي عند قمة جبل مرتفع يساوي 355 mmHg، فإن درجة غليان الماء عند تلك القمة تساوي تقريبًا: (بالاعتماد على جدول الضغط البخاري للماء)
تنشأ الرابطة الهيدروجينية عندما ترتبط ذرة الهيدروجين في الجزيء بذرة ذات سالبية كهربائية عالية وحجم صغير مثل:
الكربون والكبريت
الصوديوم والكلور
الفلور أو الأكسجين أو النيتروجين
الهيدروجين والكربون
زيادة درجة حرارة السائل تؤدي إلى:
تقليل سرعة تبخره
زيادة سرعة تبخره
بقاء سرعة تبخره ثابتة
توقف تبخره نهائيًا
في تجربة عملية، وُضع حجمان متساويان من كحول الإيثانول وثنائي إيثيل الإيثر في أنبوبي اختبار عند الدرجة نفسها من الحرارة، فلوحظ أن كمية الإيثانول المتبقية بعد مدة زمنية محددة أكبر من كمية الإيثر المتبقية؛ فإن التفسير الصحيح لذلك:
قوى التجاذب بين جزيئات الإيثر أضعف من قوى التجاذب بين جزيئات الإيثانول
الإيثانول أعلى كتلة مولية من الإيثر
الإيثر لا يتبخر عند درجة حرارة الغرفة
الإيثانول لا يحتوي على روابط هيدروجينية
عند مقارنة مركبين غير قطبيين مختلفين في الكتلة المولية عند الحرارة نفسها، فإن المركّب الأقل كتلة مولية يكون:
أعلى درجة غليان
أقل ضغطًا بخاريًا
أعلى ضغطًا بخاريًا؛ لضعف قوى لندن بين جزيئاته
مساويًا للآخر في الضغط البخاري
تُعرَّف عملية التبخر بأنها:
تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة
تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية
تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة
ثبات حالة المادة دون تغيّر
يمثّل منحنى توزيع الطاقة الحركية لجزيئات سائل عند درجتي حرارة T₁ و T₂ حيث T₂ أكبر من T₁؛ فإن عدد الجزيئات القادرة على تجاوز الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للتبخر يكون أكبر عند:
T₁
كلتا الدرجتين بالتساوي
T₂
لا علاقة بين درجة الحرارة وهذا العدد
بالاعتماد على البيانات السابقة نفسها، فإن السائل الذي تكون قوى التجاذب بين جزيئاته الأضعف هو:
بالاعتماد على بيانات تجربة عملية سُجّل فيها الحجم المتبقي من سائلين (X وY) بعد فترات زمنية متساوية عند الحرارة نفسها، ولوحظ أن Y تبخر بالكامل قبل X، فإن العبارة الصحيحة هي:
قوى التجاذب بين جزيئات X أضعف من قوى التجاذب بين جزيئات Y
قوى التجاذب بين جزيئات Y أضعف من قوى التجاذب بين جزيئات X
كتلة X المولية أقل من كتلة Y المولية بالضرورة
لا يمكن تفسير ذلك دون معرفة درجة الغليان
العلاقة بين طاقة التبخر المولية وطاقة التكاثف المولية لنفس المادة عند الدرجة نفسها:
متساويتان في المقدار ومختلفتان في الإشارة
طاقة التبخر أكبر دائمًا من طاقة التكاثف
طاقة التكاثف أكبر دائمًا من طاقة التبخر
لا توجد علاقة بينهما
إذا كان الضغط الجوي المؤثر على سطح الماء يساوي 355 mmHg، فإن الماء يغلي عند درجة حرارة تساوي تقريبًا: (بالاعتماد على جدول الضغط البخاري للماء)
تزداد قوة قوى لندن للتشتت بين جزيئات المادة كلما:
قلّت كتلتها المولية
زادت كتلتها المولية
زادت قطبيتها
قلّ عدد إلكتروناتها
يغلي الماء عند قمة جبل مرتفع عند درجة حرارة أقل من 100°C؛ ويعود السبب العلمي الدقيق لذلك إلى أن:
درجة حرارة الهواء في الأعالي أعلى منها عند سطح البحر
قوى التجاذب بين جزيئات الماء تضعف في الأعالي
الضغط الجوي المنخفض يجعل الضغط البخاري للماء يساوي الضغط الخارجي عند درجة حرارة أقل
كثافة الماء تقل في الأعالي
إذا كانت طاقة التبخر المولية للماء 40.7 kJ/mol، فإن الطاقة اللازمة لتبخير 36 g من الماء عند درجة غليانه تساوي: (Mr(H₂O) = 18 g/mol)
162.8 kJ
يُعرَّف التكاثف بأنه:
تحول المادة من الحالة السائلة إلى الغازية
تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الغازية
زيادة سرعة جزيئات السائل
عند تبخر سائل داخل وعاء مغلق مع مرور الوقت، فإن عدد جزيئات البخار:
يستمر بالتزايد إلى ما لا نهاية
يقل باستمرار
يبقى صفرًا
يزداد حتى يثبت عند الوصول إلى حالة الاتزان الديناميكي