قانون الغازات المشترك
أوجد الضغط أو الحجم أو درجة الحرارة النهائية في مسائل قانون الغازات. تتضمن صيغًا ظاهرة وحلًا خطوة بخطوة.
الصيغة الأساسية
(P1V1)/T1 = (P2V2)/T2
كيف تستخدم قانون الغاز المشترك؟
لكمية ثابتة من الغاز، P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂. حوّل °C إلى K (أضف 273 أو 273.15)، وحافظ على اتساق وحدات P وV، ثم أوجد المجهول: P₂ = P₁V₁T₂/(T₁V₂)، أو V₂ = P₁V₁T₂/(T₁P₂)، أو T₂ = P₂V₂T₁/(P₁V₁).
حول هذه الأداة
أوجد الضغط أو الحجم أو درجة الحرارة النهائية في مسائل قانون الغازات. تعرض هذه الصفحة الصيغة والوحدات والحل خطوة بخطوة للتحقق من كل قيمة.
كيفية استخدام هذه الحاسبة
- اختر المتغير الذي تريد حله وتأكد من القيم المعروفة مسبقًا.
- أدخل المدخلات بوحدات متسقة قبل الحساب.
- تحقق مما إذا كانت النتيجة معقولة فيزيائيًا بمقارنتها بحجم المدخلات.
- استخدم التفصيل خطوة بخطوة لترى كيف أُعيد ترتيب المعادلة وحُسبت.
أمثلة محلولة
مثال 1: إيجاد الضغط النهائي
غاز عند 100 kPa و2.0 لتر و300 كلفن يُسخّن إلى 360 كلفن عند حجم ثابت 2.0 لتر. P₂ = (100)(2.0)(360) / ((300)(2.0)) = 120 kPa. تحقق: ارتفعت T بنسبة 20٪، إذن ارتفع P بنسبة 20٪.
مثال 2: تحويل °م أولاً
البداية: 1.0 atm، 5.0 لتر، 27 °م. النهاية: 2.0 atm، T₂ = ؟ عند 2.5 لتر. T₁ = 27 + 273 = 300 كلفن. T₂ = (2.0)(2.5)(300) / ((1.0)(5.0)) = 300 كلفن. استخدام 27 °م مباشرة في الصيغة يكون خاطئًا.
مثال 3: إيجاد الحجم النهائي
P₁ = 200 kPa، V₁ = 3.0 لتر، T₁ = 250 كلفن ← P₂ = 100 kPa، T₂ = 250 كلفن. V₂ = (200)(3.0)(250) / ((250)(100)) = 6.0 لتر. تخفيض الضغط للنصف عند ثبات T يضاعف الحجم (قانون بويل).
الأسئلة الشائعة
ما صيغة قانون الغاز المشترك؟
P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ لكمية ثابتة من الغاز. يجمع بين قوانين بويل وشارل وغاي-لوساك في علاقة واحدة بين حالتين. يجب أن تكون درجات الحرارة مطلقة (كلفن).
لماذا يجب أن تكون درجة الحرارة بالكلفن؟
تستخدم قوانين الغازات درجة حرارة مطلقة. 0 °م تساوي 273 كلفن وليس صفرًا. ترك الدرجة المئوية في P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ يكسر النسبة وغالبًا ما يعطي نتائج غير منطقية.
كيف أحوّل °م إلى كلفن لقوانين الغازات؟
T(ك) = T(°م) + 273 (شائع في المدارس) أو + 273.15. حوّل T₁ وT₂ كليهما قبل التعويض. لا تخلط °م في جانب وK في الآخر.
متى يجب استخدام قانون الغاز المثالي بدلاً من ذلك؟
استخدم PV = nRT عندما يتغير عدد المولات (أو الكتلة عبر الكتلة المولية)، أو عندما تحتاج حالة مطلقة واحدة من P وV وn وT بدلاً من مقارنة حالتين لنفس العينة.
هل يجب أن تكون وحدات الضغط والحجم بالنظام الدولي؟
يجب أن تتطابق في كلتا الحالتين فقط. kPa مع لترات مقبول إذا استخدم الجانبان نفس الزوج. خلط atm مع kPa، أو mL مع L، بدون تحويل سيحرّف المجهول.