وحدات الحرارة في معادلة قانون الغاز المثالي، وحدة الحرارة المتفق عليها دوليًا لقياس ناتج معادلة قانون الغاز المثالي هي كلفن، والتي يرمز إليها بالحرف k.سميت الوحدة الدولية لقياس درجة الحرارة على اسم الفيزيائي ويليام كلفن.
- من اخترع هذه الوحدة، والتي تم تعريفها فعليًا على أنها 1،380649 × 1023 كجم.
- ينشأ كلفن من خلال تغير درجة حرارة طاقة الجسم الحرارية، لذا فهو يحتوي على معدلات حرارة.
- تتضمن بعض الرموز المهمة ضغط الغاز الذي يشار إليه بالحرف p وحجم الغاز الذي يشار إليه بالحرف v.
- يشار إلى عدد مولات الغاز المتضمن في التفاعل بالحرف n، ويشار إلى ثابت الغاز العام بالحرف R.
- أما بالنسبة لدرجة الحرارة المطلقة، فيتم الإشارة إليها بالرمز T، وكل هذه الرموز مدرجة في حساب كلفن.
- لذلك، فإن كلفن ليس درجة مثل الدرجات، ولكنه وحدة قياس ضخمة وقيمة في العلوم الفيزيائية.
- وبعد التعرف على سؤال ما هي وحدات الحرارة في معادلة قانون الغاز المثالي، وهي كلفن.
- يجب أن تعلم أن كلفن تمت ترقيته من درجة إلى وحدة في عام 1967 لأنه لا يرتبط بقيمته.
- في أي نقطة مرجعية عشوائية، مثل مقياس سلزيوس ومقياس فهرنهايت.
- لذلك، اعتبر كلفن وحدة قياس مطلقة في الفيزياء.
- وإذا أردنا رؤية الجذور، فقد ظهر كلفن لأول مرة في مقالة البحث التي قدمها ويليام كلفن.
- تحدثت في محتواها عن المقياس الحراري المطلق الذي يجب الوصول إليه حتى يفيد علم الفيزياء.
- تم التعبير عن كلفن كوحدة تساوي صفر درجة سلزية 273 درجة سلزية، وهو ما يسمى بالصفر المطلق للوحدة.
- ما أطلق عليه علماء العصر الحديث مقياس درجة الحرارة الديناميكي الحراري كلفن.
قانون الغاز المثالي العام
- إنه قانون الغاز المثالي، وباسم آخر، فإن المعادلة العامة للغازات هي التي تحاول التوصل إلى وصف.
- حالة الغازات المثالية الافتراضية، ويهدف القانون إلى دراسة سلوك الغازات المختلفة.
- وكيفية التعامل مع درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة تحت تأثير العوامل الخارجية الأخرى.
- ظهر هذا القانون لأول مرة في عام 1834 في فرنسا، وبالتحديد من قبل الفيزيائي الفرنسي بينوا كلابيرون.
- والتي تضمنت قانون بويل التجريبي وقانون تشارلز وقانون أفوجادرو وقانون جاي لوساك.
- لأنه اكتشف أن اندماج هذه القوانين مع بعضها البعض ينتج عنه قانون الغاز المثالي و PV = nRT.
- هذا يعني أن مجموع ضغط الغاز مع حجمه يساوي مجموع مولات الغاز مضروبًا في الثابت العام للغاز عند درجة الحرارة المطلقة.
- ينطبق هذا القانون فقط على الغازات أو الغازات المثالية التي تتصرف بشكل مشابه للغازات المثالية.
- لأنه في المجال الكيميائي والفيزيائي، ليست كل الغازات مثالية، لكن الغازات المثالية هي أصغر فئة.
- لذلك، من الصعب تطبيق هذا القانون مع الغازات الأخرى لأنه يتجاهل الحجم الجزيئي للمادة والتفاعلات الجزيئية.
- هنا يطرح السؤال حول ما هي وحدات الحرارة في معادلة قانون الغاز المثالي بحيث يكون كلفن هو وحدة القياس المثالية لهذا القانون.
- لذلك، هذا القانون هو القانون الأمثل للتعامل مع الغازات الفردية، خاصةً عندما يتم تحريكها.
- لدرجات حرارة عالية جدًا في ظل وجود ضغط منخفض جدًا لأنه في هذه الحالة يصبح ضبابيًا واضحًا.
- الحجم الجزيئي للغاز ليس مهمًا للقانون ذي الكثافة المنخفضة لأن الغازات كبيرة.
- عند التعرض لضغط منخفض لأنه في هذه الحالة تزداد المسافة بين الجزيئات وتكون أكبر من الحجم الجزيئي.
- تتناقص الأهمية النسبية أيضًا مع زيادة كمية الطاقة الحركية الحرارية وزيادة درجة الحرارة.
- تتمثل إحدى خصائص قانون الغاز المثالي في وجود فرق بين الغازات الحقيقية والغازات الحقيقية.
- لأن كلاهما يخضعان لنفس التأثير عند تعرضهما لدرجة من الضغط والتركيب.
تطبيقات قانون الغاز المثالي
- بعد معرفة وحدات الحرارة في معادلة قانون الغاز المثالي، وهو تعريف كلفن.
- يمكننا الآن رؤية التطبيقات الفيزيائية لقانون الغاز المثالي، الذي يحتوي على وحدة كلفن.
- واحدة من أهم هذه التطبيقات هي العملية الديناميكية الحرارية التي يتحول فيها الغاز من الحالة رقم 1.
- إلى الحالة رقم 2، يكون الرمز الأول هو الحرف الصغير للرمز الثاني.
- هناك عملية غاز متساوي الضغط وهي إحدى العمليات الديناميكية الحرارية.
- عندما يكون الضغط في حالة الصفر ولا يزداد أبدًا، يعتمد التفاعل على الحرارة المنقولة.
- هناك تطبيق لعملية isochoric أو ما يسمى بعملية التوازن، وهي العملية التي تحتوي على تفاعلات داخل النظام.
- تظل هذه التفاعلات ثابتة وتحدث داخل النظام المغلق، أي أنها تنظر داخل المساحات المغلقة.
- إنه يسخن الأشياء أو يبردها إلى درجات حرارة قصوى، ويجب أن يتميز المكان الذي توجد فيه الأشياء باستقراره وعدم مرونته.
- يمكن تسمية هذا النظام بنظام العزل، والذي إذا تعرض لأي تغيير سيؤدي إلى تشوهات في الغازات والأشياء الموجودة.
- العملية المتساوية هي العملية التي تحدث في آلات عالية التنظيم.
- إنها العملية التي تحدث أيضًا داخل الخلايا الحية بشكل مستمر للعمل على انقسام الخلايا والحفاظ على درجة حرارة الجسم.
- فيما يتعلق بالميكانيكا، تستخدم المحركات الحرارية التي توزع الحرارة بالتساوي داخل الأجسام.
- وطبِّق قانون الغاز المثالي واكتشف وحدات الحرارة الموجودة في معادلة قانون الغاز المثالي لهذه الحالة.
- يجب دراسة جميع الظروف الداخلية والتأثيرات الخارجية التي ينطوي عليها التفاعل الديناميكي.
- ثم يتم تغيير درجة الحرارة المعتادة لمعرفة سلوك الأشياء عند درجات حرارة مختلفة.
- هذه العمليات هي أهم العمليات لدراسة سلوك الغازات المثالية، من الطاقة الداخلية لكمية ثابتة من الغاز المثالي.
- يعتمد بشكل أساسي على درجة حرارة الغاز نفسه، لذلك عند الدخول في العمليات الحرارية، تكون طاقة الغاز ثابتة ولا تتغير.
- هناك أيضًا العملية الساكنة، والتي تحدث دون تغييرات في العامل الحراري أو عامل الحرارة المحدد.
- في هذه العملية، يتم تقسيمها إلى بيئة التفاعل التي تحتوي على عملية التدفق المستمر والتي يتم إدخالها أيضًا بواسطة وحدة التحكم.
- لكن كل ما هو غير ضروري هو بيئة العملية التي يحدث فيها التفاعل دون تغيير الطاقة الحركية للغازات.