قانون بويل – انضغاط الغاز عند درجة حرارة ثابتة

ماذا تعرض

ينص قانون بويل على أن ضغط كتلة ثابتة من الغاز عند درجة حرارة ثابتة يتناسب عكسيًا مع حجمها، فيبقى p·V ثابتًا. وفي النموذج الجزيئي، عندما يُحصر الغاز في حجم أصغر تصطدم جزيئاته بكل وحدة مساحة من جدران الوعاء مرات أكثر، فيرتفع الضغط. ويظهر التحول متساوي درجة الحرارة على منحنى p–V قطعًا زائدًا يصعب التحقق منه بالعين، أما رسم p مقابل 1/V فيعطي خطًا مستقيمًا يمر بنقطة الأصل، وهي الطريقة المعتادة لإثبات التناسب العكسي من البيانات التجريبية.

طريقة الاستخدام

اضبط «الحجم الابتدائي» و«الضغط الابتدائي»، ثم اسحب المكبس أو حرّك منزلق «الحجم الحالي» لضغط الغاز وتمديده. اضغط «تسجيل البيانات» عند عدة أحجام، وتحقق من عمود p·V في الجدول. قلّص الحجم إلى النصف وقارن الضغط الجديد بالقيمة الابتدائية. استخدم منحنى p مقابل 1/V لتختبر هل تقع نقاطك على خط مستقيم يمر بنقطة الأصل، ثم كرّر التجربة بضغط ابتدائي مختلف.

المعاملات القابلة للتغيير

• الحجم الابتدائي 0.5–6 L
• الضغط الابتدائي 0.5–3 atm
• الحجم الحالي 0.5–6 L
• اعرض أيضًا منحنى p مقابل 1/V

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا يكون منحنى p مقابل 1/V خطًا مستقيمًا يمر بنقطة الأصل؟
2. إذا ضوعف الضغط الابتدائي مع بقاء الحجم الابتدائي نفسه، فكيف يتغير منحنى p–V؟
3. ما الكميات التي يجب أن تبقى ثابتة كي تخضع القيم المقيسة لقانون بويل؟