فيديو السؤال: الخواص الإجمالية للغاز المثالي الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

أي الصيغ الآتية تمثل العلاقة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة المطلقة في الغاز المثالي تمثيلًا صحيحًا؟ (أ) الضغط مضروبًا في الحجم يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة. (ب) الحجم مقسومًا على الضغط يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة. (ج) الضغط مقسومًا على الحجم يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة. (د) الحجم مقسومًا على درجة الحرارة يتناسب طرديًّا مع الضغط. (هـ) الضغط مقسومًا على درجة الحرارة يتناسب طرديًّا مع الحجم.

في خيارات الإجابة هذه، نرى جميع الترتيبات الممكنة لهذه المتغيرات الثلاثة تقريبًا. ونريد اختيار الإجابة الصحيحة. وتساعدنا في ذلك حقيقة أن هذا النوع من الغاز الذي نتعامل معه غاز مثالي. وهذا يخبرنا أن علينا الرجوع إلى معادلة الغاز المثالي لتساعدنا في معرفة العلاقة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة المطلقة.

عادة ما تكتب معادلة الغاز المثالي بهذه الطريقة. وتنص على أن ضغط هذا الغاز مضروبًا في حجمه يساوي عدد مولات الغاز مضروبًا في ثابت الغاز، ‪𝑅‬‏، مضروبًا في درجة الحرارة المطلقة للغاز، ‪𝑇‬‏.

هذه العلاقة؛ أي قانون الغاز المثالي، هي التي توضح العلاقة الصحيحة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة المطلقة. بالنظر مرة أخرى إلى قانون الغاز المثالي، نلاحظ أن الضغط مضروبًا في الحجم يساوي ثابتًا؛ أي عدد المولات مضروبًا في ثابت الغاز، وهذا كله مضروب في درجة حرارة الغاز.

إذا كان ‪𝑛‬‏ مضروبًا في ‪𝑅‬‏ يساوي ثابتًا، وهو كذلك، فهذا يعني أن بإمكاننا إعادة كتابة هذه المعادلة. وإذا أردنا فعل ذلك، فإنه يمكننا دمج ‪𝑛‬‏، ‪‏‬‏و‪𝑅‬‏ في ثابت واحد شامل، وسنسميه ‪𝐶‬‏.

هناك طريقة أخرى لكتابة ذلك أيضًا، وهي القول إنه بما أن ‪𝑃‬‏ مضروبًا في ‪𝑉‬‏ يساوي ثابتًا مضروبًا في ‪𝑇‬‏، فإن هذا يعني أن ‪𝑃‬‏ مضروبًا في ‪𝑉‬‏ يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة ‪𝑇‬‏. نحصل على هذه النتيجة من قانون الغاز المثالي من خلال معرفة أن ‪𝑛‬‏ مضروبًا في ‪𝑅‬‏ يساوي قيمة ثابتة.

إذن، ما خيار الإجابة الذي تشير إليه هذه النتيجة؟ نلاحظ أن لدينا تطابقًا مع خيار الإجابة (أ). الضغط مضروبًا في الحجم يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة المطلقة. وهذا هو التمثيل الصحيح للعلاقة بين هذه المتغيرات الثلاثة في الغاز المثالي.