العلوم الفيزيائية — الضغط في الغازات: قانون بويل — الأولى ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

في هذا الدرس، سنتناول موضوع الضغط في الغازات: قانون بويل الخاص بمادة العلوم الفيزيائية لتلاميذ الأولى ثانوي (الشعب العلمية). الضغط في الغازات من المفاهيم الأساسية في الفيزياء، ويرتبط بحجم الغاز ودرجة حرارته.

قانون بويل (Boyle)

ينص قانون بويل على أن: “عند درجة حرارة ثابتة، يتناسب ضغط كمية معينة من غاز عكساً مع حجمه”. رياضياً: P × V = ثابت. أو P1V1 = P2V2. هذا القانون يصف سلوك الغازات عند درجة حرارة ثابتة (عملية متساوية الحرارة). قانون بويل هو أحد قوانين الغازات المثالية.

تفسير قانون بويل

عند زيادة الضغط على غاز، تقل المسافة بين جزيئاته ويصغر الحجم. العلاقة العكسية بين الضغط والحجم تفسرها نظرية الحركة الجزيئية: كلما صغر الحجم، زادت اصطدامات الجزيئات بجدران الوعاء، مما يزيد الضغط. يمكن تمثيل قانون بويل بيانياً بمنحنى قطع زائد في مستوي (P, V).

أمثلة تطبيقية

المثال الأول: غاز حجمه 3L تحت ضغط 2atm. عند ضغط 1atm وثبات درجة الحرارة، يصبح الحجم: V2 = P1V1/P2 = 3×2/1 = 6L.

المثال الثاني: حقنة حجمها 20cm³ تحتوي هواء بضغط جوي 1atm. إذا ضغطنا عليها حتى أصبح الحجم 10cm³، يصبح الضغط: P2 = P1V1/V2 = 1×20/10 = 2atm.

تمارين للتدريب

1. غاز حجمه 5L تحت ضغط 3atm. احسب حجمه إذا أصبح الضغط 4atm عند ثبات درجة الحرارة.
2. اشرح ظاهرة التنفس باستخدام قانون بويل.
3. ارسم بيانياً العلاقة بين P و V في قانون بويل.

خلاصة

قانون بويل يصف العلاقة العكسية بين ضغط الغاز وحجمه عند ثبات درجة الحرارة. هذا القانون أساسي في فهم سلوك الغازات وله تطبيقات عديدة في الحياة اليومية مثل التنفس والمحاقن.

دروس ذات صلة

• درس الضغط في السوائل: مبدأ باسكال – الضغط في الموائع.
• درس الأجسام العائمة: شرط الطفو لأرخميدس – قوى الطفو.