ما هو قانون تشارل؟

ينص قانون تشارلي على أنه تحت ضغط معين ، يتناسب حجم كمية معينة من الغاز مع درجة الحرارة المطلقة للغاز. بمعنى آخر ، إنها دراسة العلاقة بين درجة حرارة وحجم الغاز عندما يكون عامل الضغط ثابتًا. سميت على اسم الفيزيائي تشارلز.

يمكن التعبير عن قانون تشارلز بالصيغة الرياضية التالية:

حجم الغاز / درجة حرارة الغاز = ثابت

وبالرموز:

الطول / اليوم = العرض

لكن:

• ح: حجم الغاز بالملليترات.
• د: درجة حرارة الغاز مقاسة بوحدة كلفن.
• W: ثابت الغاز المحدد بالضغط المستمر لكل عينة غاز بوحدة مل / كلفن.

عندما يتعرض الغاز لظروف متغيرة ، يمكن التعبير عن قانون تشارلز رياضيًا بالصيغة التالية:

حجم 1 / _{درجة حرارة 1} = _{حجم 2} / _{درجة حرارة 2 _}

وبالرموز:

_{1_} / د ₁ = ح ₂ / ₂

لكن:

• _H1 : الحجم الأولي للغاز باللترات.
• _D1 : درجة الحرارة الأولية للغاز ، مقاسة بالكلفن.
• _H2 : الحجم النهائي للغاز باللتر.
• _D2 : درجة الحرارة النهائية للغاز ، مقاسة بالكلفن.

اشتقاق قانون تشارلز

يُشتق قانون تشارلز من خلال الخطوات التالية:

• العلاقة المباشرة بين حجم الغاز ودرجة حرارته عند ضغط معين هي كما يلي:

هود

• قم بتحويل العلاقة المباشرة بين حجم الغاز ودرجة حرارته إلى علاقة رياضية باستخدام ثابت (ثوابت) العلاقة كما يلي:

الطول / اليوم = العرض

• بافتراض أن حجم الغاز الأولي يمثله الرمز _H1 وأن ​​درجة حرارته ممثلة بالرمز _D1 ، تصبح المعادلة:

ح ₁ / د ₁ = ث ← (المعادلة الأولى)

• بافتراض أنه عندما تتغير درجة حرارة الغاز ، يتم تمثيل حجمه بالرمز _h2 ، ويتم تمثيل الأخير بالرمز _d2 ، تصبح المعادلة:

الساعة ₂ / د ₂ = s ← (المعادلة الثانية)

• ضع علامة التساوي بين المعادلتين الأولى والثانية ، على النحو التالي:

 ح 1 / د 1 = ح 2 / د 2 = ث

• اكتب المعادلة التي تعبر عن نص قانون تشارلز على النحو التالي:

_{1_} / د ₁ = ح ₂ / ₂

أمثلة عملية على قانون تشارلز

التطبيق العملي لقانون تشارلز في الحياة هو كما يلي:

• منطاد الهواء الساخن يطير في السماء

عندما يتم تسخين الهواء في البالون ، فإنه يزداد في درجة الحرارة ، مما يؤدي ، وفقًا لقانون تشارلز ، إلى زيادة حجم الهيليوم وانخفاض كثافته ، مما يتسبب في ارتفاع البالون لأعلى. بالمقابل ، عندما يبرد الهواء داخل البالون ، تنخفض درجة الحرارة ، فيقل حجم الغاز وتزداد كثافته ، مما يتسبب في نزول البالون إلى الأسفل.

• قدرة الرئة

يتسبب انخفاض درجات الحرارة في الشتاء في انخفاض قدرة التنفس على الرئتين لأنه وفقًا لقانون تشارلز ، يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى انخفاض حجم الغاز بالداخل ، مما يؤدي إلى انخفاض محتوى الأكسجين في الدم. لذلك يصعب على الرياضيين ممارسة الجري في الشتاء البارد.

• تغيير حجم كرة القدم

قال تشارلز إنه عندما يتم إخراج كرة قدم منفوخة من المنزل في الشتاء ووضعها بالخارج في الهواء الطلق ، يتسبب الغاز البارد في الداخل في انكماشها قليلاً وتقلص حجمها ، مما يجعلها أصغر حجمًا.

المراجعين

1. ، 30/10/2021 ، مسترجع 13/11/2021. ، 10/30/2021 ، 11/13/2021 تم استرجاعه.يحرر.
2. ، تم استرجاعه في 13/11/2021. ،تم استرجاعه في 13 نوفمبر 2021.يحرر.
3. ، تم استرجاعه في 13/11/2021. ، تم استرجاعه في 13 نوفمبر 2021.يحرر.
4. ، تم استعادته في 13/11/2021. آن هيلمنستين (4/5/2020) ، استرجاعها 13/11/2021.يحرر.
5. ، تم استرجاعه في 13/11/2021. ، تم استرجاعه في 13 نوفمبر 2021.يحرر.
6. ، تم استرجاعه في 13/11/2021. ، تم استرجاعه في 13 نوفمبر 2021.يحرر.