قانون شارل

ما هو قانون شارل؟

ينص قانون شارل على أنّ حجم كمية معينة من الغاز تحت ضغط ثابت تتناسب تناسبًا طرديًا مع درجة حرارة الغاز المطلقة، بعبارةٍ أخرى هي دراسة العلاقة التي تربط درجة الحرارة وحجم الغاز عند تثبيت عامل الضغط، وسُميت العلاقة بهذا الاسم نسبةً إلى العالم الفيزيائي شارل.

يُمكن تمثيل قانون شارل عن طريق الصيغة الرياضية الآتية:

حجم الغاز / درجة حرارة الغاز = ثابت

وبالرموز:

ح / د = ث

حيث إنّ:

ح: حجم الغاز ويُقاس بوحدة مل.
د: درجة حرارة الغاز وتُقاس بوحدة كلفن.
ث: ثابت الغاز، ويُحدّد لكل عينة من الغاز بثبات الضغط ويُقاس بوحدة مل/ كلفن.

يُمكن تمثيل قانون شارل عند تعرض الغاز لظروفٍ متغيرةٍ عن طريق الصيغة الرياضية الآتية:

الحجم₁/ درجة الحرارة₁ = الحجم₂ / درجة الحرارة₂

وبالرموز:

ح₁/ د₁ = ح₂/ د₂

حيث إنّ:

ح₁: الحجم الابتدائي للغاز ويُقاس بوحدة اللتر.
د₁: درجة الحرارة الابتدائية للغاز وتُقاس بوحدة الكلفن.
ح₂: الحجم النهائي للغاز ويُقاس بوحدة اللتر.
د₂: درجة الحرارة النهائية للغاز وتُقاس بوحدة الكلفن.

اشتقاق قانون شارل

يُشتق قانون شارل عن طريق الخطوات الآتية:

تمثيل العلاقة الطردية بين حجم الغاز ودرجة حرارته عند ثبوت الضغط على النحو الآتي:

ح ∝ د

تحويل العلاقة الطردية بين حجم الغاز ودرجة حرارته إلى علاقة رياضية، عن طريق استخدام ثابت العلاقة (ث)، كما يأتي:

ح / د = ث

افتراض أنّ حجم الغاز الابتدائي يُرمز له بالرمز ح₁ ، ودرجة حرارته يُرمز لها بالرمز د₁، لتُصبح المعادلة كما يأتي:

ح₁/ د₁ = ث ← (المعادلة الأولى)

افتراض أنّ حجم الغاز يُرمز له بالرمز ح₂ عندما تتغير درجة حرارته، بحيث يرمز للأخيرة بالرمز د₂، لتُصبح المعادلة كما يأتي:

ح₂/ د₂ = ث ← (المعادلة الثانية)

وضع إشارة المساواة بين المعادليتن الأولى والثانية على النحو الآتي:

ح₁/ د₁ = ح₂/ د₂ = ث

كتابة المعادلة التي تعبّر عن نص قانون شارل كما يأتي:

ح₁/ د₁ = ح₂/ د₂

أمثلة عملية على قانون شارل

من التطبيقات العملية على قانون شارل في الحياة ما يأتي:

طيران المنطاد المُعبأ بالهواء الساخن في الهواء

عند تسخين الهواء في المنطاد ترتفع درجة حرارته، ما يُؤدّي حسب قانون شارل إلى زيادة حجم غاز الهيليوم وانخفاض كثافته، ما يُسبب ارتفاع المنطاد للأعلى، وبالمقابل عند تبريد الهواء في المنطاد تنخفض درجة حرارته، فيقل حجم الغاز وتزيد كثافته، ما يُسبب نزول المنطاد لأسفل.

قدرة الرئة على التنفس

يُؤدي انخفاض درجات الحرارة خلال فصل الشتاء إلى خفض قدرة الرئة على التنفس، لأن انخفاض الحرارة حسب قانون شارل يُؤدي إلى تقلّص حجم الغازات بداخلها، وبالتالي انخفاض نسبة الأكسجين بالدم، ولذلك يصعب على اللاعبين الرياضيين ممارسة رياضة الجري في أيام الشتاء شديدة البرودة.

تغير حجم كرة القدم

يُؤدي إخراج كرة القدم المنتفخة من المنزل إلى الهواء الطلق في الخارج خلال فصل الشتاء إلى انكماشها قليلًا وتقلّص حجمها، بسبب انخفاض درجة حرارة الغاز المعبأ بداخلها، ما يُؤدّي إلى انخفاض حجمها حسب قانون شارل.

2023-12-1742تعليم

مزيد من المشاركات

شرح دورة حياة الضفدع للأطفال

دورة حياة الكائنات الحية هي مجموعة المراحل المتلاحقة التي تمر بها الكائنات الحية جميعها بشكل عام خلال حياتها، منذ مرحلة تكاثرها وولادتها وحتى مرحلة وفاتها وهكذا، وتصنف الكائنات الحية بناءً على أسس عديدة، حيث قام العلماء بوضع هذه الأسس لنا، لتسهيل دراسة الكائنات الحية المختلفة ومعرفة خصائصها، وقد قسّم العلماء الكائنات الحية إلى مجموعات وهي: الثدييات، والطيور، والزواحف، والأسماك، والحشرات، وأخيرًا البرمائيات والتي تندرج ضمنها الضفادع. الضفادع هي حيوانات فقارية برمائية؛ أي أنها تستطيع العيش على

شروط القبول في الجامعة الإسلامية في ماليزيا

شروط القبول في الجامعة الإسلامية في ماليزيا تُعد الجامعة الإسلامية واحدة من أفضل الجامعات الماليزية، فهي تقدم أكثر من 200 تخصص دراسي في مختلف المجالات، كتخصصات الهندسة ، والصيدلة، واللغة العربية، والقانون، وغيرها الكثير، وتقتح الجامعة باب الالتحاق بها ثلاث مرات في السنة، وللالتحاق بها يجب الأخذ بشروط القبول فيها،حيث تعتمد هذه الشروط على الدرجة العلمية المراد دراستها، وهي كالآتي: شروط القبول لدرجة البكالوريس: يشترط لمن يرغب بإكمال درجة البكالوريس في الجامعة الإسلامية شهادة ثانوية عامة مع معدل

أفضل الروايات عن الوحدة

أفضل الروايات عن الوحدة كتب الأدباء عن الوحدة لما لها من تأثير على نفسية وحياة الإنسان، سواء كانت حالة عابرة مؤقتة، أو مرحلة حياتية طويلة، وارتبط شعور الوحدة عبر التاريخ بالإبداع، وكان للكتابة عن هذا الشعور الإنساني، دور في الكتابة الحديثة والمعاصرة أيضاً، فبعض الكتاب اعتبرها أمراً حزيناً يسبب الشعور بالألم والعار، والبعض الآخر اعتبرها أمراً ممتعاً، وفيما يأتي ذكر لبعض أفضل الروايات عن الوحدة: رواية روبنسون كروزو (بالإنجليزية: Robinson Crusoe) بقلم دانيال ديفو، (بالإنجليزية: Daniel Defoe)،

أكثر الدول تعرضًا للزلازل في العالم

أكثر الدول تعرضًا للزلازل في العالم تتأثر الكثير من دول العالم بالزلازل، وفيما يأتي عرض لأكثر هذه الدول تعرضًا وتأثرًا بهذه الكارثة الطبيعية : الصين شهدت الصين 157 زلزالاً مدمراً، في الفترة الممتدة بين عام 1900 وعام 2016، وهو أكبر عدد من الزلازل التي تعرضت لها منطقة واحدة في العالم أجمع، وقد حدثت معظم هذه الزلازل في المنطقة الجنوبية الغربية، التي تتميز بتضاريسها الجبلية، وقلة أعداد السكان فيها، ومن الأمثلة على هذه المناطق، سيتشوان، وقانسو، والتبت، ومن أبرز الزلازل المدمرة التي حدثت في الصين،

الفرق بين الاسم المتمكن وغير المتمكن

ما الفرق بين الاسم المتمكن وغير المتمكن؟ إنّ الفرق بين الاسم المتمكن وغير المتمكن يكمن فيما يأتي: الفرق بين الاسم المتمكن وغير المتمكن من حيث التعريف إنّ الفرق بين الاسم المتمكن وغير المتمكن من حيث التعريف فيما يأتي: الاسم المتمكن هو الاسم الذي لا يُشبه الفعل ولا الحرف بأيّ شكل، وسُميّ متمكنًا لتمكنه في باب الاسمية؛ أيّ يقبل دخول علامات الأسماء عليه، فمثلًا عند قولنا: "مدرسة، بيت، رجل" يتبيّن أنّ هذه الأسماء عند نطقنا بها جال في الذهن صورة الشيء الذي تدل عليها دون أن يكون هناك لبس بينها وبين

أمثلة على الاسم الممدود

الاسم الممدود يعرف الاسم الممدود بالاسم الذي في آخره همزة قبلها ألف كالرداء والكساء, ومنه ما طريق معرفته القياس، ومنه ما لا يعرف إلا بالسماع، فالقياسي طريق معرفته أن ينظر إلى نظيره من الصحيح, فإن وقعت قبل آخره ألف فهو ممدود. أمثلة على الاسم الممدود الذي همزته أصلية بعض الأمثلة على الاسم الممدود الذي همزته أصلية ما يأتي: قال الله تعالى: {وَإِذْ قالَ إِبْراهِيمُ لِأَبِيهِ وَقَوْمِهِ إِنَّنِي بَراءٌ مِمَّا تَعْبُدُونَ} الاسم الممدود هنا "براء " وهو مأخوذ من الفعل الثلاثي " برأ "، وتثنيته " براءان

عناصر الوسط البيئي

ما هي عناصر الوسط البيئي؟ يتكون الوسط البيئي من مكونات مترابطة ومتفاعلة في منطقة جغرافية معينة، ويحتوي على عناصر حيّة، مثل: النباتات والحيوانات، وعناصر غير حيّة، مثل: المياه والتربة، ويعتمد النظام البيئي على الطاقة الصادرة من الشمس، وفيما يأتي شرح مُفصّل لعناصر الوسط البيئي ومكوناته: عناصر الوسط البيئي الحية عناصر البيئة الحية (بالإنجليزية: Biotic Components) هي جميع الكائنات الحية فيها من نباتات، وحيوانات، وميكروبات، وتصنّف هذه الكائنات إلى ثلاثة مستويات وفق السلسلة الغذائية؛ حيث تبدأ السلسلة

أبو بكر بن عياش ( أحد رواة القراء السبعة)

معلومات عن أبي بكر عياش أبو بكر عياش، هو شعبة لمن عياش بن سالم الأسدي الكوفي الحناط، وكنيته أبو بكر، وقد ولد في عام 95 هجري، وقد كان أحد رواة القراء السبعة ، فهو إمام وعالم كبير، وواحد من كبار أئمة السنة وفقهائها، واتصف بكونه كثير العلم والعمل، وزاهد وورع. تعلم أبو بكر عياش القرآن من عاصم، فقال: "تعلمت القرآن من عاصم خمسًا خمسًا ولم أتعلم من غيره ولا قرأت على غيره"، وقد اتصف ب الورع والرضا بقضاء الله وقدره، وقوله للحق ، ونصحه للآخرين، قال عنه يحيى بن سعيد الأموي: "زاملت أبا بكر بن عياش إلى مكة