تحلیل تفاوت ظرفیت گرمایی ویژه‌ گازهای نیتروژن و اکسیژن در آموزش مبحث ترموشیمی شیمی یازدهم

در این پژوهش به بررسی علت بیشتر بودن ظرفیت گرمایی ویژه گاز نیتروژن نسبت به گاز اکسیژن پرداخته شده است. ظرفیت گرمایی ویژه از مفاهیم مهم در ترموشیمی است که نشان می‌دهد برای افزایش دمای یک گرم از ماده به اندازه یک درجه سانتیگراد چه مقدار گرما لازم است. هدف اصلی این تحقیق تبیین علمی این تفاوت و استفاده از آن به عنوان نمونه‌ای آموزشی در تدریس مفاهیم انرژی و گرما در شیمی پایه یازدهم است. روش کار بر پایه مطالعه کتابخانه‌ای و تحلیل داده‌های علمی معتبر انجام شد. ابتدا مفهوم ظرفیت گرمایی ویژه و عوامل موثر بر آن از دیدگاه ترموشیمی بررسی گردید. سپس ویژگی‌های مولکولی نیتروژن و اکسیژن از نظر نوع پیوند، جرم مولی و درجات آزادی تحلیل شد و همچنین رفتار سایر گازها، مایع‌ها و جامدات برای تعمیم نتایج مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد گاز نیتروژن به دلیل داشتن پیوند سه گانه قوی‌تر، جرم مولی کمتر و دمای ارتعاشی بالاتر، ظرفیت گرمایی ویژه بیشتری نسبت به اکسیژن دارد این موضوع را می‌توان به سایر مواد نیز تعمیم داد به گونه‌ای که هرچه ساختار مولکول پیچیده‌تر باشد و حرکات بیشتری برای جذب انرژی داشته باشد ظرفیت گرمایی ویژه نیز افزایش می‌یابد. این مطالعه نشان می‌دهد آموزش ترموشیمی زمانی موثرتر است که مفاهیم نظری با مثال‌های عینی قابل درک مانند مقایسه نیتروژن و اکسیژن همراه شوند.