ذات صلة قانون بويل بحث عن قانون بويل
نص قانون بويل في الفيزياء
يُعرّف قانون بويل أيضاً بقانون ماريوت، ويُوضّح القانون العلاقة ما بين الضغط وتمدّد الغاز عند درجة حرارة ثابتة، حيث أوجد العالِم الفيزيائي روبرت بويل قانون بويل الذي ينصّ على أنّ العلاقة بين الضغط لكمية معيّنة من الغاز تتناسب عكسياً مع حجمه عند درجة حرارة ثابتة. [١]
يُشير قانون بويل إلى العلاقة العكسية بين حجم كتلة معيّنة من الغاز والضغط الواقع عليه، وذلك عند تثبيت درجة الحرارة، ويُمكن ملاحظة ذلك عند عملية الشهيق، حيث يزداد حجم الرئة وينخفض الضغط فيها في نفس الوقت، ونتيجةً لذلك يندفع الهواء ويملأ الرئة. [٢] [٣]
الصيغة الرياضية لقانون بويل
اعتماداً على نصّ قانون بويل الذي يُوضّح العلاقة بين حجم الغاز والضغط، فإنّ أي تغيّر في الحجم الذي يشغله الغاز سيُؤدّي إلى تغيّر في الضغط الذي يُمارسه الغاز وذلك عند درجة حرارة ثابتة، وبعبارة أخرى فإنّ ناتج الضغط الأولي والحجم الأولي للغاز يساوي ناتج ضغطه وحجمه النهائي بثبات درجة الحرارة، حيث عبّر بويل عن ذلك من خلال المعادلات الآتية: [٤] P 1 V 1 = P 2 V 2 P 2 V 2 =K ، P 1 V 1 =K
وتُكتب صيغة القانون كالآتي: [١] k=pv
حيث تعبر الرموز عن كل مما يلي:
(P): الضغط.
- ما هو نص قانون بويل - إسألنا
- شارح الدرس: قانون بويل | نجوى
- قانون بويل في الفيزياء - موضوع
ما هو نص قانون بويل - إسألنا
ينص القانون الصفري للديناميكا الحرارية على أنه إذا كان هناك جسمين في توازن حراري مع جسم ثالث فإن الجسمين يكونان في حالة إتزان مع بعضهما البعض. القانون الثاني للديناميكا الحرارية [ عدل]
في الفقرة السابقة فإنه تم تعريف خاصية محددة لدرجة الحرارة بالقانون الصفري. يمكننا أيضا تعريف درجة الحرارة بالقانون الثاني للديناميكا الحرارية الذي يتعامل مع الإنتروبيا. ينص القانون الثاني أنه لأي أجراء يكون هناك زيادة في الإنتروبيا أو على الأقل تظل ثابتة. لقد تم التوضيح سابقا ان درجة الحرارة تتحكم في انتقال الحرارة بين نظامين وقد تم التوضيح أن هناك دائما زيادة في الإنتروبي. إنه من المتوقع أن هناك علاقة بين درجة الحرارة والإنتروبيا. ولكي نجد هذه العلاقة فإننا أولاً نجد العلاقة بين الحرارة، الشغل ودرجة الحرارة. المحرك الحراري هو جهاز لتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. الشغل الناتج من المحرك الحراري يمكن حسابه من حساب الفرق بين الحرارة الداخلة إليه عند درجة حرارة عالية q H والحرارة المهدرة عند درجة الحرارة المنخفضة qC. كفاءة المحرك يتم حسابها من العلاقة:
حيث w cy هو الشغل لكل دورة. تعتمد الكفاءة على q C / q H. قانون بويل في الفيزياء - موضوع. ولأن qC و qH يعبران عن الحرارة المنتقلة عند درجات الحرارة Tc و TH على التوالي، فإن qC/qH هي دالة في درجات الحرارة.
شارح الدرس: قانون بويل | نجوى
(V): الحجم. (K): ثابت الغاز. يُوضّح المثال الآتي آلية تطبيق قانون بويل لحساب الحجم: [٥]
بالون حجمه 2 لتر من الغاز، مُعرّض لضغط مقداره 3 ضغط جوي، إذا انخفض الضغط إلى 0. 5 ضغط جوي مع ثبات درجة الحرارة، فكم يكون حجم البالون الجديد؟ يُمكن اتّباع الخطوات الآتية للوصول إلى الحجم الجديد:
P i V i = P f V f
تُمثّل P i الضغط الأولي، و V i الحجم الأولي، وتُمثّل P f الضغط النهائي، و V f الحجم النهائي. وبالتعويض في المعادلة ينتج حجم البالون الجديد وهو 12 لتر. اشتقاق قانون بويل
يتم اشتقاق قانون بويل كالآتي: [٦]
يعتمد ثابت التناسب على كمية الغاز ودرجة حرارة الغاز، كما ويتم التعبير عنه بوحدات معينة وثابتة. يكون ناتج الضغط والحجم لكمية ثابتة ومعينة من الغاز ثابتاً، وذلك شريطة ثبوت درجة الحرارة. يتناسب الضغط الذي تمارسه كمية ثابتة من الغاز (عدد المولات) عكسياً مع الحجم، وذلك مع ثبات درجة الحرارة. شارح الدرس: قانون بويل | نجوى. إذا كانت كمية ثابتة من الغاز عند درجة حرارة ثابتة تشغل الحجم V1، عند ضغط مقداره P1، وتخضع للتمدد، يصبح حينها الحجم V2، ويصبح الضغط P2. نتيجة لهذا الثبات فإن قانون بويل ينص على أن؛ ( الثابت= P 1 V 1 = P 2 V 2)
أمثلة حسابية على قانون بويل
وفيما يأتي أمثلة حسابية متنوعة على قانون بويل:
المثال الأول: إذا علمت أن أحمد لديه بالون مملوء بالهيدروجين في درجة حرارة الغرفة، سوف ينفجر هذا البالون إذا تجاوز الضغط 0.
قانون بويل في الفيزياء - موضوع
سعة حرارية [ عدل]
عندما تنتقل الطاقة من الجسم أو إلية في صورة حرارة فقط فإن حالة الجسم تتغير. يعتمد مقدار التغير على المحيط والجدران التي تفصل بين الأجسام. يشمل هذا التغير التفاعلات الكيميائية ، زيادة الضغط ، زيادة درجة الحرارة وتغير الطور. لكل نوع تغير هناك سعة حرارية وهي النسبة بين الحرارة المنتقلة إلى مقدار التغير في هذه الخاصية. على سبيل المثال، فإذا كان التغير عبارة عن زيادة في درجة الحرارة عند ثبوت الحجم مع عدم وجود تغير في الطور أو تغيرات كيميائية فإنه ينتج عنه ارتفاع في درجة حرارة الجسم وزيادة الضغط. مقدار الحرارة المنتقلة Δ Q مقسومة على التغير في درجة الحرارة Δ T ينتج عنه C V وهي السعة الحرارية للجسم عند ثبوت الحجم. إذا تم قياس السعة الحرارية لكمية مادة ، فإن السعة الحرارة ي هي مقدار الحرارة اللازمة لزيادة درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة لوحدة الكتلة. على سبيل المثال لرفع درجة حرارة الماء درجة واحدة كلفن فإننا نحتاج إلى كمية حرارة مقدارها 4186 جول لكل كجم. ترمومتر بمقياس سليزيوس لقياس درجة الحرارة بفصل الشتاء وهي -17 درجة سليزيوس
يتم قياس درجة الحرارة باستخدام مقياس الحرارة والذي يعود استخدامه للقرن الثامن عشر عندما قام غابرييل فهرنهايت بتكييف مقياس الحرارة ومقياسه وتم تطويره بواسطة أوول رومر.
2- يجعل الفرع (أ) ثابت بعد حبسه هواء ضغطه يساوى الضغط الجوى ونحرك الفرع ( ب) عدة مرات لأعلى و لأسفل و نعين ( V ol) للهواء المحبوس في الفرع (أ)
الاستنتاج:- عند ثبوت درجة الحرارة فإن حجم كمية معينة من الغاز يتناسب عكسيا مع الضغط
ملحوظه:
1- هل يمكن عمليا أن يمر الخط المستقيم بنقطة الأصل
جـ - عمليا لا يمكن أن تبدأ التجربة بحجم غاز = صفر و لكن امتداد الخط هو الذى يمر بالأصل مر الخط المستقيم بنقطة الأصل. 2- علل يزداد حجم فقاعة غازية كلما اقتربنا من السطح للسائل. جـ - لأنه كلما اقتربت الفقاعة من سطح السائل يقل الضغط
الواقع عليها حيث تقل ( h)
4- عند تسخين الهواء المحصورة بين الزئبق في الأنبوب المرسوم فيزداد حجم وضغط الغاز حيث يظل المقدار
5- عند خلط غازين في إناء واحد ( دون تفاعل وهما يختلفان في الحجم والضغط) فإن كل غازعلي حدة يملأ حجم الإناء تماما لأن جزيئات الغازات تنتشرفي المسافات البينية لبعضها البعض نتيجة الحركة البراونية أما ضغط الخليط فيساوى مجموع ضغوط الغازين. 6- في قانون بويل:
7- عند الضغوط العالية جداً:-
لا يتحقق قانون بويل لتقارب جزيئات الغاز و ظهور قوى التجاذب بينهما (قوى فاندرفالز) حتى يسال الغاز ولا تنطبق عليه قوانين الغازات
8- في حالة غاز واحد: 9- في حالة خلط غازين بدون تفاعل:
10- لو حدث تسرب للغاز من مستودعه:-
المهم ان درجة الحرارة تكون ثابتة أثناء التسريب وإلا.... يبقي فيه كلام تاني.....
ملاحظات عند حل مسائل
1- غاز فى S. T. P تعنى غاز فى معدل الضغط ودرجة الحرارة وتعنى ان:- درجة حرارة الغاز = 273 كلفن او صفر سلزيوس وضغط الغاز =76 سم زئبق وحجم المول من الغاز= 22.
P1 x V1 = P2 x V2 = 1×4 = 8 × …. = 0. 5 …
إذا V2= نصف لتر. إذا الكثافة = الكتلة ÷ الحجم = 2÷ 0. 5= 4 جرام على التر. مثال أخر:
إذا كان حجم غاز مثالي 10 لتر تحت ضغط 20 atm فما هو حجم الغاز إذا كان ضغطه 15 atm؟
ما هو قانون نيوتن الثاني في حركة الأجسام.