العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة

الضّغط

يُعرّف الضّغط بشكل عام على أنه مقدار القوة العمودية على المساحة ، أي هو التأثير الذي يحدث عند إحداث قوة على السطح، وتعتبر وحدة الباسكال هي الوحدة المعتمدة في النظام الدولي بدلاً من وحدة البار، وهناك أنواع عديدة من الضّغط، مثل الضّغط الجوي وهو وزن عمود الهواء على مساحة مقدارها واحد سنتمتر مربع، والضّغط المطلق، والضّغط المقاس، وضغط التفريغ الذي يقيس الفرق ما بين الضّغط الجوي والمطلق، أما ضغط الغاز أو الهواء المحبوس فهو اصطدام جزيئات الهواء التي تتحرك بحرية داخل الوعاء بالسطوح أو بالجدران التي يواجهها.

الحرارة

الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة، وينتج معها اهتزاز وحركة لجزيئات أو ذرات جسيم ما، وتنتقل الحرارة عن طريق الإشعاع كأشعة الشمس، والتوصيل الحراري، والحمل الحراري، وتمر الحرارة بدرجات وهي: الدرجة الطبيعية، والغليان ، والانصهار، والتجمد.

العلاقة بين الضّغط ودرجة الحرارة

نوع العلاقة الفيزيائية ما بين الضّغط ودرجة الحرارة علاقة طردية والعكس صحيح، فكلما زادت درجة الحرارة زاد الضّغط، وكلما قلت الحرارة قل الضّغط، ونذكرث مثالاً على ذلك: لو وضعنا ماء في وعاء ووضعنا الغطاء عليه، ووضعناه على النار فستكون النتيجة ما يلي، بداية في الوضع الطبيعي قبل ارتفاع الحرارة تكون سرعة جزئيات الهواء الموجودة في الإناء بطيئة وتتحرك بحرية، فلو ارتفعت الحرارة وبدأ الماء بالغليان، ستتحرك جزئيات الهواء أكثر وبشكل أسرع، وستضرب بقوة على جدار الوعاء حتى تتحرر وتنطلق إلى المحيط الجوي، ولكن نتيجة الحرارة المرتفعة ولدت ضغطاً نتيجة قوة تأثير جزيئات الهواء، وبدوره سينتج بخاراً سيقوم بالاصطدام بقوة بغطاء الوعاء حتى يتحرر، ونتيجة الدراسات والتجارب توصل العلماء لاختراع ما يسمى بصمام الضّغط الذي يقيس درجة الضّغط ويتحكم برفع أو تخفيض الضّغط في الوعاء.

أما من الناحية الجغرافية فإذا كان الجو حاراً فإن الضّغط الجوي يقل؛ نتيجة تباعد جزئيات الهواء، وكذلك كلما ارتفعنا عن سطح الأرض يقل الضّغط الجوي بشكل أسرع بسبب انخفاض وزن عمود الهواء نظراً لقلة كثافة الهواء في الأعلى، وهذا ما يفسر قلة الأوكسجين في الأعلى. ومن ناحية أخرى عند الحديث عن الضّغط نشير إلى العلاقة ما بين الضّغط والحجم ودرجة الحرارة، فإذا كانت الحرارة ثابتة يتناسب الحجم مع الضّغط بعلاقة عكسية، أي كلما زاد الضّغط قل الحجم، وعندما تتغير الحرارة فتكون العلاقة طردية ما بين الحجم والضّغط، فمثلاً عند تسخين الهواء يزداد حجمه وبالتالي الضّغط يزيد، وإذا إنخفضت درجة الحرارة يقل الحجم وينخفض الضّغط .