تحدث عينة من الهواء في حقنة ضغطا مقداره
نتناول في مقال اليوم عن تحدث عينة من الهواء في حقنة ضغطا مقداره عبر موقع موسوعة ما لنسرد بكم شكل المعادلة وحل تلك المسألة الفيزيائية بشكل تفصيلي، مع شرح قوانين الغازات لعلماء الفيزياء، كل هذا في السطور التالية:
المثال:
تحدث عينة من الهواء في حقنة ضغطا مقداره 2.02 atm، وتكون درجة الحرارة هي 25.0، ويزداد ضغط الحقنة في الماء الساخن إلى 3.02 ، وبعد كبس الحقنة للخارج يرتفع الحجم ليصل إلى 3.02 مل، وهكذا يمكننا معرفة الحجم الابتدائي من خلال القانون وباتباع الخطوات التالية:
الحل:
- وفقا لقانون الغازات p1v1/T1=P2v2/T2 الذي يرمز لدرجة الحرارة بوحدة كيفن بالرمز T، أما الضغط يرمز له P، بذلك القانون يمكننا حل المسالة الفيزيائية في الآتي:
- P1: 1.02، T1: 22.0
- P2: 1.23، V2: 0.224
- 0.036=25.0/V1× 2.02، إذن V2 تساوي 0.447 مل، وهو الحجم الابتدائي.
المتغير الذي يبقى ثابتا عند استخدام القانون العام للغازات هو
نستعرض في تلك الفقرة المتغير الذي يبقي ثابتا عند استخدام القانون العام للغازات فيما يلي:
- يعد ثابت الغاز العام هو الغاز المتغير الذي يبقي ثابت عند التعويض بقانون بويل.
- وقام علماء الفيزياء بتسمية ذلك النوع من الغازات بثابت الغاز المولي.
- ومن خلال قانون بويل تكون العلاقة عكسية بين ضغط الغاز والحجم مع ثبوت درجة الحرارة، أما قانون الغاز المثالي هو ضرب الضغط والحجم لينتج ثابت الغاز العام.
- وعند ضرب عدد المولات × فرق درجة الحرارة مع ثابت الغاز العام وبذلك نستنتج نسبة الضغط.
أسباب ارتفاع الضغط الجوي
بعد تناولنا تحدث عينة من الهواء في حقنة ضغطا مقداره في بداية المقال وسردنا حل المسالة وناتج الضغط، نستعرض في تلك الفقرة أسباب ارتفاع الضغط الجوي فيما يلي:
- تتعدد العوامل التي تؤثر علي الضغط الجوي مثل، درجات الحرارة فهناك علاقة عكسية بين الحرارة والضغط، كلما زادت الحرارة انخفض الضغط الجوي.
- أما الارتفاع فيقل كلما زاد الضغط والعكس صحيح، فالعلاقة بين الضغط والارتفاع عكسية.
- ويتأثر الضغط نتيجة الاحتباس الحراري، وذلك الطقس والعوامل المناخية التي تساعد علي زيادة نسبة الاحتباس وعليه تختلف نسب الضغط الجوي في الهواء.
القانون العام للغازات فيزياء
نسرد لكم في تلك الفقرة تعريف القانون العام للغازات في الفيزياء، وذلك في السطور التالية:
- يعرف القانون العام علي أنه مجموعة قوانين توضح علاقة الغازات وتفاعلها مع الحرارة كما إنها تصف حالة الضغط.
- والعلاقة بين درجة الحرارة والضغط علاقة طردية، وذلك بخلاف العلاقة العكسية الموجودة بين الضغط والحجم.
- أما الحجم ودرجة الحرارة فالعلاقة طردية بينهما، ويمكن استخدام عدة قوانين للتعرف علي نتيجة الضغط والحجم من خلال قانون شارل أو قانون بويل، إلى جانب قانون افوجادرو.
قانون بويل
نتعرف في تلك الفقرة علي قانون بويل في التالي:
- روبرت بويل هو عالم من ايرلندا تخرج من جامعة ليل للعلوم والتكنولوجيا، فهو فيلسوف في مجال الفيزياء والكيمياء.
- وهو أول من فصل الميثانول من المنتجات التي تحتوي علي التقطير الإتلافي، وله كتاب الكيميائي المتشكك.
- وضع العامل ثانون بويل الذي يشير إلى أن ثبات درجة الحرارة ينتج عنه علاقة عكسية بين حجم الغاز المستخدم والضغط.
- وأشار روبرت بويل في القانون إلى الضغط بالرمز p، أما حجم الغاز فيرمز له V، وكذلك درجة حرارة الغاز يرمز لها T.
- والصيغة الفيزيائية المستخدمة في قانون بويل هي PV=K.
قانون تشارلز
نتناول في تلك الفقرة قانون تشارلز في السطور التالية:
- يعتبر العالم جاك تشارلز من أهم العلماء الأوروبيين في القرن 19م، فهو أول عام يستخدم غاز الهيدروجين لملء المنطاد الهوائي.
- وبفعل تلك التجربة، قام بوضع قانون يوضح العلاقة بين الغاز والحرارة وحال الضغط، وسمي بقانون شارل للغازات.
- أوضح شارل في القانون إن ثبوت الضغط يتناسب طرديا مع الحجم ودرجة الحرارة.
- قام بتجربة لتأكيد ذلك القانون، فعند ملء إناء ماء بارد ووضع بالونه من المطاط به غاز داخل الإناء، نلاحظ حدوث انكماش في حجم البالون.
- أما عند إبعاد البالون عن الإناء يعود إلى حجمه الطبيعي، إذن يتأثر الحجم من الحرارة بشكل ملحوظ.
- ويرمز لدرجة الحرارة بالاتي T، أما رمز حجم الغاز V، ورمز الثابت هو k.
- أما الصيغة الفيزيائية لقانون شارل هي: V/T=K.
قانون افوجادرو
بعد شرح قوانين شارل وبويل في الفقرات السابقة، نستكمل باقي القوانين ونتناول قانون افوجادرو فيما يلي:
- يعد العالم اميديو افوجادرو هو عالم فيزيائي من إيطاليا، قام بوضع قانون سميه بقانون افوجادرو نسبه إليه.
- واستنتج العالم إن تعرض كمية غاز إلى نسبة ثابته من لبضغط والحرارة، ينتج عنه جزيئات متساوية في الحجم.
- وصيغة القانون للحصول علي نتيجة الغاز هي: حجم الغاز علي الكمية المستخدمة.
- أما عند استنتاج الحجم نستخدم ذلك القانون، ثابت الغاز × الكمية، مع ثبوت الضغط والحرارة.
- ويرمز لكمية الغاز إلى N، أما الحجم يرمز له V، وثبوت الغاز يرمز له K.
- الصيغة الفيزيائية للقانون هي V/N=K.
هكذا عزيزي القارئ نختم مقال تحدث عينة من الهواء في حقنة ضغطا مقداره الذي من خلاله توصلنا إلى نتيجة الحجم عند وضع الحقنة في حمام بخار وتمدد الضغط، مع عرض المسالة الفيزيائية بالخطوات، إلى جانب ذكر تعريف قوانين الغاز للعلماء الفيزياء مثل بويل وشارل وكذلك افوجادرو، نتمنى أن نكون سردنا فقرات المقال بشكل واضح، ونأمل في متابعتكم لباقي مقالاتنا.
لقراءة المزيد من المقالات، يرجى زيارة الموسوعة العربية الشاملة.
1-تجارب فيزيائية بسيطة عن الضوء
2-أهم اسهامات نيوتن في الفيزياء
المراجع
1
2