بحث عن قانون جاي لوساك

يستخدم الشواء على نطاق واسع، ولكن من المحبط أن ينتهي الغاز في منتصف الطهي. بإمكانك شراء أجهزة قياس الضغط داخل الخزان لمعرفة كمية الغاز المتبقية. يقيس هذا الجهاز الضغط ويسجل ضغطا أعلى في الأيام الحارة أكثر من الأيام الباردة، ولذلك يجب مراعاة درجة حرارة الهواء عند إعادة تعبئة الخزان قبل الشواء المقبل .

قانون جاي لوساك

عندما يتزايد درجة حرارة عينة من الغاز داخل حاوية صلبة، يزداد أيضا ضغط الغاز، وتؤدي الزيادة في الطاقة الحركية إلى اصطدام جزيئات الغاز بجدران الحاوية بقوة أكبر، مما يؤدي إلى زيادة الضغط. اكتشف الكيميائي الفرنسي جوزيف جاي لوساك (1778-1850) العلاقة بين ضغط الغاز ودرجة حرارته المطلقة، وينص قانون “جاي لوساك” على أن ضغط كتلة معينة من الغاز يتغير بشكل مباشر مع درجة حرارة الغاز المطلقة، عندما يتم الاحتفاظ بالحجم ثابتا. قانون جاي لوساك يشبه إلى حد كبير قانون تشارلز، والفرق الوحيد هو نوع الحاوية، وبينما الحاوية في تجربة قانون تشارلز مرنة، تكون صلبة في تجربة قانون المثليين .

يشار إلى قانون جاي لوساك أيضا باسم قانون درجة الحرارة والضغط، وتم اكتشافه في عام 1802 من قبل العالم الفرنسي جوزيف لويس جاي أثناء بناء مقياس للهواء. اكتشف جاي لوساك بالصدفة أن الضغط في كمية ثابتة وكتلة من الغاز يتناسب تناسبا مباشرا مع درجة الحرارة. يمكن تعبير هذا القانون رياضيا على النحو التالي: p ∝ T وهو يعبر عن ثابت يساوي k3 .

قوانين الغاز

عندما تكون الظروف الطبيعية، فإن جميع الغازات تظهر بسلوك مشابه، لكن تتغير هذه السلوكيات قليلا عند وجود تغيرات في الضغط أو درجة الحرارة أو الحجم، وتعتبر قوانين الغاز تحليلا لهذه السلوكيات، وتصف متغيرات الحالة مثل الضغط والحجم ودرجة حرارة الغاز الطبيعة الحقيقية للغاز، وبالتالي فإن قوانين الغاز هي العلاقات بين هذه المتغيرات، وسنتعرف على المزيد حول قوانين الغاز الهامة .

قانون بويل

ينص قانون بويل على العلاقة العكسية بين حجم الغاز والضغط عند درجة حرارة ثابتة وكتلة، وأجرى روبرت بويل تجربة على الغازات لدراسة سلوكها في ظروف متغيرة، ووجد أنه عندما يتزايد الضغط على الغاز عند درجة حرارة ثابتة، يتناقص حجمه .

1 – ص ∝ 1 / 5 و p ∝ 1 / V .

2- ع k1 1 / V” p = k1 1/V” .

هنا ، k1 هو الثابت التناسب ، V هو الصوت ، و p هو الضغط ، وعند إعادة ترتيبها ، نحصل على أن الثابت التناسب يساوي الصوت مضروبا في الضغط. والآن ، إذا تعرضت كتلة غاز ثابتة للتمدد في درجة حرارة ثابتة ، فإن الحجم والضغط النهائيان سيكونان p2 و V2 والحجم والضغط الأوليان هما p1 و V1 هنا ، ثم وفقا لقانون بويل: p1 × V1 = p2 × V2 = الثابت (k1).

وفقا لقانون بويل، إذا زاد الضغط عند درجة حرارة ثابتة، يقل حجم الغاز إلى النصف. يعود السبب في ذلك إلى القوة الجزيئية بين جزيئات المادة الغازية. في الحالة الحرة، يحتل الغاز حجما أكبر من الحاوية بسبب تشتت الجزيئات. عندما يتم تطبيق الضغط على المادة الغازية، تقترب الجزيئات من بعضها وتحتل مساحة أقل. بمعنى آخر، يتناسب الضغط المطبق تناسبا مباشرا مع كثافة الغاز .

قانون تشارل

في عام 1787، قام جاك تشارلز بتحليل تأثير درجة الحرارة على حجم المادة الغازية عند ضغط ثابت. قام بهذا التحليل لفهم التكنولوجيا المتعلقة برحلة المنطاد الهوائي الساخن. استنتج من النتائج أن حجم الغاز يتناسب مباشرة مع درجة الحرارة عند ضغط ثابت وكتلة ثابتة. وهذا يعني أنه مع زيادة درجة الحرارة، يجب زيادة الحجم ومع انخفاض درجة الحرارة يجب تقليل الحجم. في تجربته، لاحظ أن زيادة الحجم مع كل درجة تساوي 1/273.15 من الحجم الأصلي. لذا، إذا كان مستوى الصوت V0 عند 0 درجة مئوية ومستوى الصوت Vt عند درجة حرارة t °C، فإن المعادلة تكون مستوى الصوت = الصوت + نقطة الصوت/273.15. بالتالي، مستوى الصوت = 1 + مستوى الصوت مقسوم على 273.15 .

ولغرض قياس ملاحظات المادة الغازية عند درجة حرارة 273.15 كلفن، نستخدم مقياسا خاصا يسمى مقياس درجة حرارة كيلفن، وملاحظات درجة الحرارة (T) على هذا المقياس هي 273.15 أكبر من درجة الحرارة (ر) من المقياس الطبيعي فإن درجة الحرارة+ 273.15 + ر، بينما عندما تكون T = 0 درجة مئوية فإن القراءة على مقياس مئوية هي 273.15، ويسمى مقياس كلفن أيضا مقياس درجة الحرارة المطلقة أو مقياس الديناميكا الحرارية، ويستخدم هذا المقياس في جميع التجارب والأشغال العلمية، وفي المعادلات .