خطوات الاستخدام
قبل البدء، تأكد من أن وحدات الضغط (مثل atm، kPa، mmHg) متسقة عبر جميع القيم. يجب تحويل درجة الحرارة إلى وحدة كلفن (K) بإضافة 273.15 إلى الدرجة المئوية، لأن القانون يتطلب درجة حرارة مطلقة. إذا كانت درجة الحرارة معطاة بالفعل بالكلفن، فلا حاجة للتحويل.
أدخل قيمة الضغط الابتدائي (P₁) ودرجة الحرارة الابتدائية (T₁). هذه القيم تمثل الحالة الأولى للغاز. قانون غاي-لوساك ينص على أن العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة عند حجم ثابت هي خطية: P₁/T₁ = P₂/T₂. تأكد من أن T₁ بالكلفن.
أدخل قيمة درجة الحرارة النهائية (T₂) (بالكلفن) التي تريد حساب الضغط النهائي عندها. إذا كان لديك ضغط نهائي وتريد حساب درجة الحرارة، يمكن إعادة ترتيب المعادلة. لكن هذه الحاسبة تفترض أنك تريد حساب الضغط النهائي.
استخدم الصيغة: P₂ = (P₁ × T₂) / T₁. تقوم الحاسبة تلقائياً بإجراء هذه العملية الحسابية. الناتج هو الضغط النهائي بنفس وحدة الضغط الابتدائي. تذكر أن هذا القانون يفترض سلوك غاز مثالي وأن الحجم وكمية الغاز ثابتان.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على قانون غاي-لوساك بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحول درجات الحرارة إلى كلفن: T₁ = 25 + 273.15 = 298.15 K، T₂ = 75 + 273.15 = 348.15 K. الضغط الابتدائي P₁ = 2.5 atm. نطبق قانون غاي-لوساك: P₁/T₁ = P₂/T₂، إذن P₂ = (P₁ × T₂) / T₁ = (2.5 × 348.15) / 298.15. نحسب: 2.5 × 348.15 = 870.375، نقسم على 298.15 ≈ 2.92 atm. إذن الضغط النهائي حوالي 2.92 atm. هذا يوضح أن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى زيادة الضغط عند ثبات الحجم، وهو ما يتوافق مع النظرية الحركية للغازات حيث تزداد سرعة الجزيئات وتصطدم بالجدران بقوة أكبر.
الحل
المعطيات: P₁ = 150 kPa، T₁ = 300 K، T₂ = 250 K. نستخدم المعادلة: P₂ = (P₁ × T₂) / T₁ = (150 × 250) / 300 = 37500 / 300 = 125 kPa. إذن الضغط الجديد 125 kPa. لاحظ أن الانخفاض في درجة الحرارة يؤدي إلى انخفاض الضغط. هذا مهم في تطبيقات مثل سلامة أسطوانات الغاز عند تخزينها في درجات حرارة منخفضة. يجب دائماً التعامل مع الغاز المضغوط بحذر لأن التغيرات الحرارية يمكن أن تسبب تغيرات كبيرة في الضغط.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة قانون غاي-لوساك.
قيم مُدخَلة قياسية
- الابتدائي الضغط
- 10
- الابتدائي درجة الحرارة
- 22
- Final Temperature
- 1
قيم مُدخَلة مرتفعة
- الابتدائي الضغط
- 100
- الابتدائي درجة الحرارة
- 40
- Final Temperature
- 40
قيم مُدخَلة منخفضة
- الابتدائي الضغط
- 1
- الابتدائي درجة الحرارة
- 5
- Final Temperature
- 5