ماذا تفعل هذه الحاسبة
تحلّ حاسبة ضغط الغاز المثالي قانون الغاز المثالي لإيجاد قيمة الضغط. فعند معرفة كمية الغاز (بالمول)، ودرجة الحرارة المطلقة (بالكلفن)، وحجم الوعاء (باللتر)، تعطيك مقدار الضغط الذي يبذله الغاز بوحدتي الجو (atm) والباسكال (Pa) معًا. وهي أداة عامة في الفيزياء والكيمياء لا تعتمد على فروض خاصة بأي دولة.
كيفية الاستخدام
أدخل ثلاث قيم: عدد مولات الغاز (\(n\))، ودرجة الحرارة بالكلفن (\(T\))، والحجم باللتر (\(V\)). ثم اضغط على زر الحساب، فتطبّق الأداة المعادلة \(P = nRT/V\). وتذكّر أن درجة الحرارة يجب أن تكون مطلقة (بالكلفن)، لذا حوّل من السلسيوس بإضافة 273.15.
شرح المعادلة
ينص قانون الغاز المثالي على أن \(PV = nRT\). وبإعادة ترتيب المعادلة لإيجاد الضغط نحصل على $$P = \frac{nRT}{V}.$$ هنا يرمز \(R\) إلى ثابت الغازات العام، ويساوي 0.082057 لتر·جو/(مول·كلفن) عندما يُقاس الضغط بالجو والحجم باللتر. وتُحوَّل النتيجة بعد ذلك إلى الباسكال بضربها في 101,325 (وهو عدد الباسكالات في الجو الواحد).
مثال محلول
لنفترض أن لديك 2 مول من غاز مثالي عند درجة حرارة 300 كلفن محصورًا في وعاء حجمه 10 لتر. عندئذٍ يكون $$P = \frac{2 \times 0.082057 \times 300}{10} = \frac{49.2342}{10} = 4.92342 \text{ جو},$$ أي ما يعادل نحو 498,856 باسكال. وهذا يقارب 4.9 أضعاف الضغط الجوي العادي.
الأسئلة الشائعة
لماذا يجب أن تكون درجة الحرارة بالكلفن؟ يفترض قانون الغاز أن الضغط والحجم يتناسبان طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة. واستخدام السلسيوس قد يعطي نتائج خاطئة أو حتى سالبة.
ما الوحدات التي تظهر بها النتيجة؟ النتيجة الأساسية بوحدة الجو (atm)، ويظهر صف ثانوي يحوّلها إلى الباسكال (Pa). علمًا بأن 1 جو = 101,325 باسكال.
هل يؤخذ سلوك الغاز الحقيقي في الحسبان؟ لا. تعتمد هذه الحاسبة على نموذج الغاز المثالي، وهو دقيق لكثير من الغازات عند درجات الحرارة المعتدلة والضغوط المنخفضة إلى المتوسطة، لكنه ينحرف عن الواقع قرب التكثّف أو عند الضغوط العالية جدًا.
