يحتوي خزان على 200l من غاز الهيدروجين عند ضغط مقداره 125kpa فإذا انخفض الحجم ليصبح 150lفإن الضغط الجديد للغاز يساوي

يحتوي خزان على 200l من غاز الهيدروجين عند ضغط مقداره 125kpa فإذا انخفض الحجم ليصبح 150lفإن الضغط الجديد للغاز يساوي؟ الإجابة الصحيحة: 166.7 kPa تقريبا.

اهلا وسهلا بكم على موقع الحلم السعودي اول موقع مختص في حلول الأسئلة.

لحل هذا السؤال نستخدم قانون بويل، وهو القانون الذي يصف العلاقة بين ضغط كمية معينة من الغاز وحجمها عندما تبقى درجة الحرارة ثابتة. وينص قانون بويل على أن حاصل ضرب ضغط الغاز في حجمه يبقى ثابتا عند ثبات درجة الحرارة. لذلك يمكن كتابة العلاقة على الصورة: الضغط الابتدائي × الحجم الابتدائي = الضغط النهائي × الحجم النهائي.

المعطيات الموجودة في السؤال هي أن الحجم الابتدائي يساوي 200 L، والضغط الابتدائي يساوي 125 kPa، بينما انخفض الحجم إلى 150 L. والمطلوب هو معرفة الضغط الجديد.

نكتب العلاقة:

الضغط الابتدائي × الحجم الابتدائي = الضغط النهائي × الحجم النهائي.

وبالتعويض:

125 × 200 = الضغط النهائي × 150.

نحسب الطرف الأول فنحصل على 25000، ثم نقسم على 150:

الضغط النهائي = 25000 ÷ 150 = 166.67 kPa تقريبا.

إذن الضغط الجديد للغاز يساوي 166.7 كيلو باسكال تقريبا.

ومن المنطقي فيزيائيا أن يرتفع الضغط عندما ينخفض الحجم، طالما بقيت درجة الحرارة وكمية الغاز ثابتتين. فعندما يصبح الحيز الذي تتحرك فيه جزيئات الغاز أصغر، تزداد اصطداماتها بجدران الوعاء في وحدة الزمن، فيرتفع الضغط.

وهذه النتيجة توضح العلاقة العكسية بين الحجم والضغط في قانون بويل. فإذا زاد الحجم انخفض الضغط، وإذا قل الحجم ارتفع الضغط. ولهذا فإن الاختيار الصحيح في السؤال يجب أن يكون قيمة قريبة من 166.7 kPa، وليس قيمة أقل من الضغط الابتدائي.

وتعد هذه المسألة من التطبيقات المباشرة لقانون بويل، ولذلك فإن أفضل طريقة لحلها هي ترتيب المعطيات أولا ثم تطبيق القانون والتأكد من الوحدات.

الخلاصة: الضغط الجديد لغاز الهيدروجين هو 166.7 kPa تقريبا.

وصف ميتا: حل سؤال يحتوي خزان على 200 لتر من غاز الهيدروجين عند ضغط 125 كيلو باسكال، مع حساب الضغط الجديد عند انخفاض الحجم إلى 150 لتر باستخدام قانون بويل.