فيديو السؤال: فهم قانون بويل | نجوى فيديو السؤال: فهم قانون بويل | نجوى

فيديو السؤال: فهم قانون بويل الفيزياء • الصف الثاني الثانوي

انضم إلى نجوى كلاسيز

شارك في حصص الفيزياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!

نفخ إطار دراجة بمضخة قدم. ازداد ضغط الغاز في الإطار، ولكن ظل الحجم كما هو. ماذا يحدث لدرجة حرارة الغاز؟

٠٣:٤٨

نسخة الفيديو النصية

نفخ إطار دراجة بمضخة قدم. ازداد ضغط الغاز في الإطار. ولكن ظل الحجم كما هو. ماذا يحدث لدرجة حرارة الغاز؟

لكي نجيب عن هذا السؤال، دعونا نبدأ بتحديد كل المعطيات المهمة أولًا. علمنا أن لدينا إطار دراجة. وأنه نفخ بمضخة قدم. لحسن الحظ، لا شيء من هذا له أهمية كبيرة. فمن الجيد فقط أن نتخيل الموقف. لكننا نعلم أن ضغط الغاز داخل الإطار ازداد. ونعلم أيضًا أن الحجم ظل كما هو.

المطلوب منا في السؤال هو معرفة ما حدث لدرجة حرارة الغاز. لدينا إذن إطار دراجة يحتوي على غاز بداخله. في البداية دعونا نرمز إلى الضغط بالرمز ‪𝑃‬‏ واحد. بعد نفخ الإطار، نعرف أنه صار لدينا الضغط ‪𝑃‬‏ اثنان؛ لأن الضغط تغير. في الواقع، الضغط ازداد. ولذلك نعرف أن ‪𝑃‬‏ اثنين أكبر من ‪𝑃‬‏ واحد.

ثمة شيء آخر نعرفه من المعطيات. وهو أن حجم الغاز ‪𝑉‬‏ واحدًا، الذي سنسميه الحجم الابتدائي، يساوي بالضبط ‪𝑉‬‏ اثنين، الذي سنسميه الحجم النهائي. وذلك لأننا نعلم من المعطيات أن الحجم ظل كما هو. والمطلوب منا هو معرفة ما يحدث لدرجة الحرارة؛ أي العلاقة بين القيمة ‪𝑇‬‏ واحد والقيمة ‪𝑇‬‏ اثنين.

لفعل ذلك، علينا استخدام القانون المعروف بقانون جاي-لوساك. هذا القانون تجريبي. وهذا يعني أنه اكتشف عن طريق التجربة فقط، وليس بحسابه نظريًّا. وهو ينص على ما يأتي. يتناسب الضغط ‪𝑃‬‏ لأي غاز تناسبًا طرديًّا مع درجة الحرارة ‪𝑇‬‏، إذا ظل الحجم ثابتًا.

الجزء الأخير من هذا القانون، وهو «إذا ظل الحجم ثابتًا»، له أهمية كبيرة. ومن حسن حظنا، هذا ما لدينا هنا بالضبط. فقد قلنا إن ‪𝑉‬‏ واحدًا، الحجم الابتدائي، يساوي ‪𝑉‬‏ اثنين، الحجم النهائي. وإذا كانا متساويين، فمن المؤكد أن الحجم ظل ثابتًا.

إذن لدينا حجم ثابت، وهو ما يعني أنه يمكننا تطبيق قانون جاي-لوساك. قلنا إن الضغط يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة. وعلمنا من معطيات المسألة أن الضغط ازداد بعد نفخ الإطار. هذا يعني أن ‪𝑃‬‏ اثنين أكبر من ‪𝑃‬‏ واحد.

ومن ثم إذا كان الضغط يتناسب طرديًّا مع درجة الحرارة، فعند زيادة الضغط، يجب أن تزيد درجة الحرارة أيضًا. بعبارة أخرى: ‪𝑇‬‏ اثنان أكبر من ‪𝑇‬‏ واحد. يمكننا قراءة ذلك أيضًا على صورة ‪𝑇‬‏ واحد أصغر من ‪𝑇‬‏ اثنين. ويمكننا تصور ذلك على نحو جيد من خلال تمثيل بياني يوضح التناسب الطردي. وهذا مثال لتمثيل بياني يوضح ذلك بالضبط.

لدينا الضغط على المحور الأفقي، ودرجة الحرارة على المحور الرأسي. والعلاقة بين هذين الاثنين هي أنهما متناسبان تناسبًا طرديًّا. بعبارة أخرى: دعونا نقل إن هذا الضغط هو ‪𝑃‬‏ واحد وهذا الضغط هو ‪𝑃‬‏ اثنان؛ لأننا نعرف أن ‪𝑃‬‏ اثنين أكبر من ‪𝑃‬‏ واحد. حسنًا إذن درجة الحرارة هذه يجب أن تكون ‪𝑇‬‏ واحدًا، ودرجة الحرارة هذه يجب أن تكون ‪𝑇‬‏ اثنين. وبذلك يمكننا أن نرى بوضوح أن ‪𝑃‬‏ اثنين أكبر من ‪𝑃‬‏ واحد، وهو ما يعني أن ‪𝑇‬‏ اثنين أيضًا أكبر من ‪𝑇‬‏ واحد. لذلك فإن الإجابة النهائية هي أن درجة حرارة الغاز تزداد.

انضم إلى نجوى كلاسيز

شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!

  • حصص تفاعلية
  • دردشة ورسائل
  • أسئلة امتحانات واقعية

تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن سياسة الخصوصية