قانون غاي-لوساك

خطوات الاستخدام

أدخل الضغط الابتدائي: هذا هو ضغط الغاز في الحالة الأولى. يجب أن تكون الوحدة متسقة (مثلاً atm، kPa، mmHg). القانون ينص على أن الضغط يتناسب طردياً مع درجة الحرارة المطلقة عند ثبات الحجم، لذا فإن أي وحدة ضغط صحيحة طالما تستخدم نفس الوحدة للناتج.

أدخل درجة الحرارة الابتدائية: يجب أن تكون درجة الحرارة بالوحدة المطلقة (كلفن). إذا كانت الدرجة مئوية، قم بتحويلها بإضافة 273.15. القانون لا يعمل إلا بدرجات الحرارة المطلقة لأن العلاقة خطية مع الصفر المطلق.

أدخل درجة الحرارة النهائية: أيضاً بالكلفن. ستستخدم الحاسبة المعادلة P2 = P1 * (T2 / T1) لإيجاد الضغط النهائي. تأكد من أن T2 > 0 وإلا سيكون الناتج غير فيزيائي.

النتيجة: ستعرض الحاسبة الضغط النهائي بنفس وحدة الضغط الابتدائي. يمكنك استخدام هذه القيمة في تطبيقات مثل تصميم خزانات الغاز أو فهم ظواهر الطقس.

الأسئلة الشائعة

قانون غاي-لوساك ينص على أن الضغط يتناسب طردياً مع درجة الحرارة عند ثبات الحجم والكتلة. هذه العلاقة خطية فقط إذا استخدمنا مقياس درجة حرارة يبدأ من الصفر المطلق، أي كلفن. لأن الصفر المطلق هو النقطة التي تتوقف فيها الجزيئات عن الحركة، وعندها يصبح الضغط صفراً. إذا استخدمنا مئوية أو فهرنهايت، فإن العلاقة تصبح غير خطية ولا تعطي نتائج صحيحة. على سبيل المثال، إذا كانت T1 = 0°C (273.15 K) و T2 = 100°C (373.15 K)، فإن النسبة T2/T1 = 1.366 صحيحة بالكلفن. أما إذا استخدمنا مئوية، فستكون النسبة 100/0 غير معرفة. لذلك التحويل إلى كلفن ضروري.

القانون يفترض أن الغاز مثالي، أي أن الجزيئات لا تتفاعل وحجمها مهمل. كما يفترض أن الحجم وكمية الغاز ثابتان. في الواقع، لا يوجد غاز مثالي تماماً، ولكن عند الضغوط المنخفضة ودرجات الحرارة العادية، تقترب سلوك الغازات الحقيقية من المثالية. الغازات مثل الهيليوم والنيون تكون أقرب للمثالية، بينما الغازات القطبية مثل بخار الماء تنحرف أكثر. أيضاً، عند درجات حرارة قريبة من نقطة التكثف، أو ضغوط عالية جداً، لا ينطبق القانون بدقة. في التطبيقات الهندسية، غالباً ما تستخدم معادلات أكثر تعقيداً مثل فان دير فال لتصحيح الانحرافات.

نعم، بشكل غير مباشر. في الغلاف الجوي، عندما ترتفع كتلة هوائية، تتمدد وتبرد (عملية أدباتيكية)، لكن إذا اعتبرنا كتلة هوائية محصورة مثل في بالون، فإن القانون يصف العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة. الأعاصير تتشكل عندما يسخن الهواء الرطب ويرتفع، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط. قانون غاي-لوساك يساعد في فهم كيفية تغير الضغط مع درجة الحرارة في نظام مغلق. لكن في الواقع، الغلاف الجوي نظام مفتوح وتحدث عمليات معقدة مثل التكثف وإطلاق الحرارة الكامنة، مما يغير السلوك. ومع ذلك، فإن القانون يوفر أساساً لفهم دورات الضغط ودرجة الحرارة.

كلا القانونين جزء من قوانين الغازات المثالية. قانون غاي-لوساك يربط الضغط ودرجة الحرارة عند ثبات الحجم (P ∝ T). بينما قانون شارل يربط الحجم ودرجة الحرارة عند ثبات الضغط (V ∝ T). أي أن أحدهما يدرس تأثير الحرارة على الضغط مع حجم ثابت، والآخر يدرس تأثير الحرارة على الحجم مع ضغط ثابت. كلاهما يعتمدان على مبدأ أن الطاقة الحركية للجزيئات تتناسب مع درجة الحرارة المطلقة. في التطبيقات العملية، غالباً ما تستخدم هذه القوانين معاً لتحليل حالات مختلفة، مثل في محركات الاحتراق الداخلي أو تصميم البالونات.

قانون غاي-لوساك

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

1أسطوانة غاز حجمها ثابت تحتوي على نيتروجين بضغط 3.5 atm ودرجة حرارة 25°C. إذا سخنت الأسطوانة إلى 150°C، ما الضغط الجديد؟

2إطار سيارة مضبوط عند ضغط 32 psi في الصباح الباكر بدرجة حرارة 10°C. بعد القيادة، ترتفع حرارة الإطار إلى 50°C. احسب الضغط الجديد في الإطار بافتراض ثبات الحجم تقريباً.

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة