قانون جاي - لوساك

قانون جاي - لوساك

Gay-Lussac’s Law

وجد العالم جاي - لوساك أن العلاقة بين ضغط الغاز ودرجة حرارته علاقة طردية، ووضع قانوناً عُرف باسمه.

 

نص قانون جاي - لوساك

"ضغط كمية محددة من الغاز المحصور يتناسب طردياً مع درجة حرارته المطلقة عند ثبات حجمه".

 

تفسير قانون جاي - لوساك استناداً إلى افتراضات نظرية الحركة الجزيئية:

عند زيادة درجة الحرارة لجزيئات الغاز المحصور يزداد متوسط الطاقة الحركية للجزيئات، ومن ثم تزداد سرعتها، وتزداد عدد التصادمات مع جدران الوعاء، ولأن حجم الغاز ثابت فإن ضغطه يزداد.

قانون جاي لوساك

اشتقاق القانون

يُعبّر عن قانون جاي لوساك رياضيّاً على النحو الآتي:

عند ثبات الحجم (V) فإن ضغط الغاز (P) يتناسب طردياً مع درجة حرارته المطلقة (T):

α V

وبتحويل إشارة التناسب إلى إشارة مساواة نضرب في ثابت (k):

P = k V

وبترتيب حدود العلاقة:

k = PV

فلو كان لدينا ظرفان مختلفان للغاز، يكون:

k = P1V1

k = P2V2

وبمساواة الحدين، نحصل على قانون جاي – لوساك:

P1V1 = P2V2

 

أمثلة محلولة

مثال (1):

غاز ضغطه 1.5 atmعند درجة 270C، كم يصبح ضغطه عند درجة 470C عند  ثبوت حجمه.   

تحليل السؤال (المعطيات)

T1 = 27 + 273 = 300 K

T2 = 47 + 273 = 320 K

P1 = 1.5 atm

P2 = ??

الحل:

P1T1 = P2T2

1.5300 = P2320

P2 = 1.6 atm

 

مثال (2):

تنفجر علب بخاخات الشعر إذا زاد الضغط فيها عن 3 atm. فإذا كان الضغط داخل إحدى العلب 2.4 atm عند درجة 270C ، فما مقدار الدرجة الحرارية السليسيوسية التي يمكن للعلبة أن تتحمله.

تحليل السؤال (المعطيات)

T1 = 27 + 273 = 300 K

T2 = ??

P1 = 3 atm

P2 = 2.4 atm

الحل:

P1T1 = P2T2

2.4300 = 3T2

T2 = 375 K

درجة الحرارة السليسيوسية = 1020C = 375 - 273

 

أتحقق صفحة (63):

إذا كان ضغط الهواء داخل إطار سيارة 1.85 atm عند 270C ، وبعد قيادتها لمسافة معينة أصبح 2.2 atm . أحسب درجة حرارته، بفرض ثبات حجمه.

تحليل السؤال (المعطيات)

T1 = 27 + 273 = 300 K

T2 = ??

P1 = 1.85 atm

P2 = 2.2 atm

الحل:

P1T1 = P2T2

1.85300 = 2.2T2

T2 = 356.75 K

إعداد : أ. أحمد الحسين

02 / 11 / 2022