يتم شرح قانون بويل و خطوات تجربته و الصيغة الرياضية لل علاقة بين الضغط و الحجم و أيضا تطبيقاته. يعد ا لقانون من أهم قوانين الغازات و التي تتضمن أيضا قانون شارل و قانون جاي لوساك و قانون دالتون و قانون أفوجادرو. يحدد قانون بويل العلاقة ما بين الضغط وحجم الغاز عند درجة حرارة ثابتة. نص قانون بويل ينصّ على عند ثبوت درجة حرارة الغاز يتناسب ضغط كمية معينة من الغاز تتناسب عكسياً مع حجمه. مثال: فإذا كانت حجم كمية معينة من الغاز عند درجة حرارة ثابتة V 1 و ضغطها مقداره P 1. و تم ضغط الغاز أي التأثير على بضغط ضعف ضغطة مثلا P 2 =2P 1 يحدث انكماش للحجم حينها و يصبح نصف الحجم السابق V 2 =0. 5V 1. العالم بويل العالِم الفيزيائي روبرت بويل هو الذي صاغ العلاقة بين الحجم و الضغط للغازات عند ثبوت درجة الحرارة و الذي سمي على اسمه. ما هي صيغة قانون بويل؟. و أمكن الوصول إليه من خلال تجربته خطوات تجربة قانون بويل قانون بويل للغازات تطبيقات على قانون بويل فقاعات الهواء يزداد حجم فقاعات الهواء مع صعودها لأعلى في الماء بسبب انتقالها من ضغط مرتفع (أعماق الماء) إلى ضغط منخفض (سطح الماء). قبل أن ترش علبة طلاء من المفترض أن تهزها لفترة. توجد مادتان داخل العلبة: أحدهما الطلاء والآخر عبارة عن غاز يمكن ضغطه و يكون في صورته سائلة.
قانون بويل وقانون شارل للغازات قانون بويل وقانون شارل قانون بويل هو واحد من قوانين الغازات والتي على أساسها تم اشتقاق قانون الغاز المثالي. قام العالم روبرت بويل بتثبيت درجة حرارة الغاز (T) وقام بقياس تغير حجم الغاز (V) بتغير ضغطه (P)، حيث اكتشف بويل أن التناسب عكسي بين الضغط والحجم. نص قانون بويل ( "عند درجة حرارة معينة, فإن ضغط كمية معينة من غاز ما يتناسب عكسيا مع حجم الحيز". قانون بويل - المعرفة. ) بحيث يزداد حجم الغاز بنقصان الضغط الواقع عليه، ويقل حجم الغاز بزيادة الضغط الواقع عليه. بمعنى انه كلما زاد الضغط قل الحجم بنفس النسبة ، وكلما زاد الحجم قل الضغط عند ثبات درجة الحرارة. رياضياً يعبر عن قانون بويل بالعلاقة: V=1/P "عند درجة حرارة ثابتة, عندما يتغير ضغط كمية معينة من غاز يتناسب الحجم عكسيا مع تغير الضغط. " يمكن تمثيل ذلك رياضياً بالقانون: PV=k حيث: P: ضغط الغاز ويقاس بعدة وحدات منها مم زئبق ، أو بار ، أو باسكال ، V: حجم الغاز ويقاس بعدة وحدات منها لتر ، أو سنتيمتر مكعب، ديسيلتر وغيرها. k: ثابت كما قام بويل بعمل علاقه أخرى بين حجم الهواء والكثافه واكتشف ان هناك علاقه عكسيه حيث يزداد حجم الهواء كلما قلت كثافته.
[٣] تُؤخذ القراءة التي تُعبّر عن حجم الهواء من الأنبوب المتدرج، بحيث تُؤخذ قراءة الضغط بواسطة مقياس بوردون للضغط المُتصل بخزان الزيت من الأعلى، ولملاحظة العلاقة بين تغير حجم الغاز وضغطه، يُعتمد إلى تغيير حجم الغاز بواسطة خزان الزيت، ثم يُعاد قراءة حجم الهواء من الأنبوب المتدرج، وقراءة ضغط الغاز بمقياس بوردون. [٣] أمثلة عملية على قانون بويل وجدت الكثير من الفوائد لحياة الإنسان، من فهم قانون بويل، واستخدمت العلاقة العكسية بين حجم وضغط الغاز، في العديد من التطبيقات العملية، من أبرزها ما يأتي: [٤] الحقنة الطبية تُستخدم الحقنة الطبية في سحب أو حقن السوائل في جسم المريض، وهي تتكون من أنبوب مجوف متصل به مكبس، وعند سحب المكبس ينسحب السائل من جسم المريض، وعند دفع المكبس يُحقن السائل في جسم المريض. [٤] الشهيق والزفير عمليتي الشهيق والزفير لرئة الإنسان تعملان وفقًا لقانون بويل، فعندما تنقبض عضلات الرئة يزيد حجمها، وبالتالي يقل ضغط الهواء داخلها، وهو ما يُسبب وجود فرق بالضغط بين خارج الرئة وداخلها ليُؤدي إلى انتقال الهواء الخارج حيث الضغط المرتفع إلى داخل الرئة حيث الضغط المنخفض وتُسمى هذه العملية بالشهيق.
ويُمكن كتابة هذا على صورة المعادلة: 𝑃 𝑉 = 𝑘. في هذا السؤال، مطلوب منَّا التفكير في لحظتين من الزمن: قبل الضغط وبعده. عند اللحظة 1، علمنا من المُعطيات أن 𝑃 = 5 0 0 P a ، 𝑉 = 2 m. عند اللحظة 2، علمنا من المُعطيات أن 𝑉 = 0. 5 m ، والمطلوب حساب 𝑃 . بما أن 𝑃 𝑉 يساوي ثابتًا، إذن يُمكننا كتابة المعادلة: 𝑃 𝑉 = 𝑃 𝑉. إذا قسمنا الطرفين على 𝑉 ، تتبقَّى لدينا معادلة لـ 𝑃 : 𝑃 = 𝑃 𝑉 𝑉. والآن، نعوِّض بالقِيَم المُعطاة في المعادلة: 𝑃 = 5 0 0 × 2 0. 5 = 2 0 0 0. P a كما هو الحال مع حساب ضغط الغاز بعد تغيُّر حجمه عند درجة حرارة ثابتة، يُمكن أيضًا استخدام قانون بويل لحساب حجم الغاز بعد تغيُّر الضغط عند درجة حرارة ثابتة. إذا عرفنا الضغط 𝑃 ، والحجم 𝑉 ، للغاز قبل تغيُّر الضغط، وكذلك الضغط 𝑃 ، بعد التغيُّر، يُمكننا إذن حساب الحجم 𝑉 ، بعد التغيُّر. إذا بدأنا بكتابة المعادلة: 𝑃 𝑉 = 𝑃 𝑉, نقسم الطرفين على 𝑃 ؛ لنحصل على معادلة للحجم بعد تغيُّر الضغط على النحو الآتي: 𝑉 = 𝑉 𝑃 𝑃. لنتناول مثالًا لسؤال عن تغيُّر الحجم عند ضغط غاز عند درجة حرارة ثابتة.
2 5 𝑉. وبقسمة الطرفين على 0. 25، نحصل على تعبير لـ 𝑉 : 𝑉 = 𝑉 0. 2 5. يُخبرنا السؤال أن 𝑉 = 0. 5 × 𝑉 ، 𝑉 = 2 m ؛ ومن ثَمَّ فإن: 𝑉 = 0. 5 × 2 0. 2 5 𝑉 = 4. m m النقاط الرئيسية يربط قانون بويل بين الضغط والحجم لكمية ثابتة من الغاز المثالي عند درجة حرارة ثابتة. ينصُّ قانون بويل على أن الغاز المثالي عند درجة حرارة ثابتة في نظام مُغلَق، يتناسب ضغطه عكسيًّا مع حجم الغاز: 𝑃 ∝ 1 𝑉. ويُمكن التعبير عن ذلك أيضًا بتضمين الثابت 𝑘: 𝑃 𝑉 = 𝑘. يُمكن استخدام هذه المعادلة للإشارة إلى العلاقة بين الضغط والحجم عند مراحل مختلفة من انضغاط الغاز وتمدُّده: 𝑃 𝑉 = 𝑃 𝑉 = ⋯ = 𝑃 𝑉.
16 كلفن و 0. 01 سليزيوس. في الولايات المتحدة، فإن مقياس فهرنهايت واسع الانتشار. في هذا المقياس فإن درجة تجمد الماء تساوي 32 قهرنهايت ونقطة الغليان تساوي 212 فهرنهايت. ما زال مقياس رانكن يستخدم في الهندسة الكيميائية في الولايات المتحدة. تحويل [ عدل] الجدول الآتي يبين التحويل بين المقاييس المختلفة لدرجات الحرارة. من سليزيوس إلى سليزيوس فهرنهايت [°F] = [°C] × 9 ⁄ 5 + 32 [°C] = ([°F] − 32) × 5 ⁄ 9 كلفن [K] = [°C] + 273. 15 [°C] = [K] − 273. 15 رانكن [°R] = ([°C] + 273. 15) × 9 ⁄ 5 [°C] = ([°R] − 491. 67) × 5 ⁄ 9 ديلايسل [°De] = (100 − [°C]) × 3 ⁄ 2 [°C] = 100 − [°De] × 2 ⁄ 3 نيوتن [°N] = [°C] × 33 ⁄ 100 [°C] = [°N] × 100 ⁄ 33 ريومور [°Ré] = [°C] × 4 ⁄ 5 [°C] = [°Ré] × 5 ⁄ 4 رومر [°Rø] = [°C] × 21 ⁄ 40 + 7. 5 [°C] = ([°Rø] − 7. 5) × 40 ⁄ 21 نظرية حركة الغازات [ عدل] فهم تأثير درجة الحرارة على الغاز يمكن توضيحها نظريا من نظرية الحركة للغازات قام كل من ماكسويل و بولتزمان بتطوير نظرية الحركة لفهم درجة حرارة الغازات. [4] [5] [6] [7] توضح هذه النظرية أيضا قانون الغاز المثالي والسعة الحرارية للغازات النبيلة.
ما زال مقياس فهرنهيت مستخدم في الولايات المتحدة الأمريكية للتطبيقات غير العملية. يتم قياس درجة الحرارة باستخدام مقياس الحرارة الذي تتم معايرته إلى مقاييس مختلفة. في معظم أنحاء العالم يتم معايرته طبقا لمقياس السليزيوس. يقيس معظم العلماء درجة الحرارة بمقياس سليزيوس ودرجة حرارة الديناميكا الحرارية بمقياس كلفن ( 0 K = −273. 15 °C أو درجة الصفر المطلق). وحدات [ عدل] إن الوحدة الأساسية لدرجة الحرارة في النظام الدولي للوحدات هي الكلفن يرمز لها بالرمز K. يمكننا استخدام السليزيوس لكل التطبيقات اليومية حيث تشير درجة 0 سليزيوس إلى درجة تجمد الماء بينما تشير 100 درجة سليزيوس إلى درجة غليان الماء عند مستوى سطح البحر. حيث أنه هناك قطرات من السائل تكون متواجدة في السحب عند درجات حرارة أقل من 0 سليزيوس فإننا نشير إلى 0 سلزيوس أنه درجة الحرارة التي يبدأ الثلج عندها في الذوبان. يتم تعريف مقياس كلفن وسليزيوس بنقطتين ثابتتين وهما الصفر المطلق و النقطة الثلاثية حسب معايير فيينا لمياه المحيط. [2] الصفر المطلق هو 0 كلفن ويساوي -273. 15 سليزيوس. النقطة الثلاثية للماء هي نقطة الطاقة الصفرية. [3] تعرف المادة التي تكون في الحالة الأأرضية لها بدرجة حرارة 273.
ميسي وصل يوم السبت الماضي للهدف رقم 41 من الركلات الحرة بقميص برشلونة، بينما أحرز خلال مسيرته 47 هدفاً، على اعتبار أنه سجل 6 ركلات مع منتخب بلاده الأرجنتين. ورغم تطور ميسي المرعب، إلا أنه ما زال لم يصل لعدد الأهداف التي أحرزها رونالدو من الكرات الثابتة، والتي بلغ مجموعها 50 هدف، بواقع 44 هدف مع مانشستر يونايتد وريال مدريد، و6 أهداف مع منتخب البرتغال، أي أنه ما زال يتفوق على غريمه التقليدي بواقع 3 أهداف. من أحرز ركلات حرة أكثر .. رونالدو أم ميسي ؟. لكن في حال واصل ميسي على نفس المعدل الذي يسير عليه مؤخراً، ولم ينجح رونالدو في استعادة حاسته التهديفية من الركلات الحرة، فإن النجم الأرجنتيني سيتفوق حتماً على منافسه، خصوصاً وأنه أصغر منه في السن بأكثر من عامين. كريستيانو رونالدو (أهداف من ركلات حرة خلال مسيرته) مانشستر يونايتد: 11 هدف ريال مدريد: 33 هدف منتخب البرتغال: 6 أهداف المجموع: 50 هدف ليونيل ميسي (أهداف من ركلات حرة خلال مسيرته) برشلونة: 41 هدف منتخب الأرجنتين: 6 أهداف المجموع: 47 هدف
رقم كبير أليس كذلك؟ لكن الغريب في الأمر أن هذا العدد مسجل من طرف حارس مرمى، فلقد سجل الحارس روجيرو سيني خلال عقدين من الزمن في مسيرته الكروية أكثر من 100 هدف لصالح فريقه ساو باولو البرازيلي. فهو من مواليد سنة 1973 بالبرازيل، بدأ مسيرته الإحترافية مع فريق ساوباولو سنة 1992 و لعب معه أكثر من 1200 مباراة سجل من خلالها أكثر من 100 هدف رغم أنه حارس مرمى، و كانت كل أهدافه تأتي من ضربات ثابتة. و من بين الألقاب العديدة التي حصدها طيلة مسيرته، نجد 3 بطولات الدوري البرازيلي، و كأس الليبرتادوريس مرتين، و كأس إنتركونتيننتال مرتين، و بطل العالم مع منتخب البرازيل سنة 2002 رغم أنه لم يشارك في أية مباراة. اكثر من سجل ركلات حرة في التاريخ. و تكريما له، قرر نادي ساوباولو عدم السماح لأي لاعب فيه بارتداء الرقم 1 الذي كان يلعب به اسطورة النادي روجيريو سيني. المركز التاسع: روبيرتو كارلوس - Roberto Carlos عدد الركلات الحرة التي سجلها: 35 ركلة. من مواليد 1973 بساو باولو بالبرازيل، فعندما نفكر في أحسن اللاعبين المسددين للركلات الحرة، لابد ا يتبادر إلى الذهن إسم روبيرتو كارلوس. سجل 35 ركلة حرة في مسيرته، و قد نجد أن هناك لاعبين سجلوا أكثر من هذا اللاعب، لكن هذا البرازيلي صنع التاريخ بفضل الركلة الحرة التي سجلها في شباك المنتخب الفرنسي سنة 1997، فجميعنا يتذكر تلك الركلة التي خالفت قوانين الفيزياء و تركت انطباع الدهشة عند الجميع، لذلك فهو يستحق أن يكون ضمن أفضل 10 مسددين للركلات الحرة المباشرة عن جدارة.
كان يمتاز بالتسديد القوي جدا، بل هناك من يعتبره أقوى من سدد الكرة في تاريخ كرة القدم، و يمتاز بالسرعة الكبيرة التي جعلت منه واحدا من أفضل المدافعين في التاريخ. حصد العديد من الألقاب لكن يبقى أهمها بطل العالم مع المنتخب البرازيلي سنة 2002، و ثلاث بطولات دوري أبطال أوروبا رفقة النادي الملكي ريال مدريد الذي قضى 11 سنة بين صفوفه. المركز الثامن: كريستيانو رونالدو - Cristiano Ronaldo عدد الركلات الحرة التي سجلها: 56 ركلة. من مواليد 1985 بالبرتغال، يعتبر كريستيانو رونالدو مثالا للمهاجم الحديث، فهو يجمع بين القوة البدنية، المهارة والسرعة الكبيرة ناهيك عن اللمسة الأخيرة أمام المرمى. اكثر من سجل ركلات حرة في التاريخ يرجح كفة. كانت بدايته في فريق سبورتنغ لشبونة قبل أن ينتقل للمانشستر يونايتد، ثم إنتقل بعدها إلى فريق ريال مدريد الذي قضى معه 9 مواسم قبل أن ينتقل إلى نادي السيدة العجوز يوفنتوس. يعتبر رونالدو أكثر لاعب سجل من ركلات حرة في دوري أبطال أوروبا لذلك فصاروخ ماديرا يستحق التواجد ضمن أفضل 10 مسددي هذا النوع من الركلات. المركز السابع: ليونيل ميسي - Lionel Messi عدد الركلات الحرة التي سجلها: 53 ركلة.. ليونيل أندريس ميسي كوتشيتيني، لاعب أسطورة أرجنتيني من مواليد 1987 في روزاريو بالأرجنتين، البرغوت كما يطلق عليه هو قائد كل من نادي برشلونة و المنتخب الأرجنتيني.
يمتاز أيضا هذا الساحر بتخصص كبير في تنفيذ الركلات الحرة، فوقوفه وراء تنفيذ ركلة حرة كان يجعل لاعبي الفريق الخصم في ورطة حقيقية. بعد فترة رائعة قضاها رفقة فريق باريس سا جيرمان جعلت منه أحد أفضل لاعبي هذا النادي انتقل إلى فريق برشلونة ليعيش أفضل فترات عمره رفقة الفريق الكتالوني. المركز الرابع: زيكو - Zico عدد الركلات الحرة التي سجلها: 62 ركلة. من مواليد 3 مارس 1953 مدينة ريو دي جانيرو بالبرازيل، كان في وقته هذا اللاعب البرازيلي معيارا لتنفيذ الركلات الحرة المباشرة، امتاز زيكو أيضا بالتمرير الدقيق و اللمسة النهائية الناجعة أمام المرمى، فقد كان يشغل مركز لاعب وسط رفقة ناديه فلامنغو البرازيلي الذي قضى بين صفوفه 18 موسما مسجلا خلالها أكثر من 500 هدف، و قضى أيضا فترة جيدة رفقة منتخب السيليساو جعلت منه أحد 10 أساطير المنتخب البرازيلي. تعرف على أكثر من سجل ركلات حرة في التاريخ. المركز الثالث: ميشيل بلاتيني - Michel Platini عدد الركلات الحرة التي سجلها: 60 ركلة. ولد ميشيل بلاتيني سنة 1955، يعتبر صانع الألعاب الفرنسي أفضل لاعب كرة قدم أوروبي في فترة الثمانينيات، سجل أهداف رائعة جدا جعلت منه أسطورة كرة قدم حقيقية بالفعل، امتاز أيضا بتخصصه في تنفيذ الركلات الحرة المباشرة التي سجل منها 66 ركلة، و يحتل المركز التاني في ترتيب هدافي المنتخب الفرنسي على مر التاريخ، و يدخل ضمن قائمة أفضل من لعبوا لهذا المنتخب.
أما صاحب المركز الرابع فهو المبدع الإنجليزي، ديفيد بيكهام، صاحب الركلات الحرة القاتلة مع مانشستر يونايتد وريال مدريد وميلان وباريس سان جيرمان والمنتخب الإنجليزي، واللاعب الذي تفرد كجونينيو بأسلوب مختلف في تنفيذ الركلات وعجز الحراس عن فهم دقة تسديداته وقوتها. أكثر لاعب سجل ركلات حرة في التاريخ لن تصدق من هذا اللاعب - YouTube. ولعل البرهان الأكبر على أهمية الركلات الحرة في مسيرة بيكهام، هي تلك الركلة التي سجلها في مرمى المنتخب اليوناني في الجولة الأخيرة من تصفيات أوروبا لكأس العالم 2002، حيث منح المنتخب الإنجليزي بطاقة العبور بلمسة ساحرة اهتز لها ملعب "أولد ترافورد". ويحتل أسطورة الكرة العالمية والأرجنتينية، الراحل دييغو أرماندو مارادونا المركز الخامس برصيد 62 ركلة حرة مباشرة سجلها بقيمص بوكا ونابولي والأرجنتين، بالتساوي مع اللاعب البرازيلي الأسطوري زيكو لاعب فلامنغو ومنتخب السامبا. وأما المركز السادس، فيحتله اللاعب السابق والمدرب الحالي لنادي برشلونة الإسباني وأسطورة كرة القدم الهولندية، رونالد كومان، الذي يعتبر منصة صواريخ متنقلة في ملاعب العالم، حيث يتميز بقوة مفرطة في تسديداته ودقة عالية جعلته يحتل هذا المركز المتقدم بـ 60 ركلة مباشرة، أشهرها تلك التي منحت برشلونة اللقب الأول في دوري أبطال أوروبا وسجلها في مرمى سمبدوريا الإيطالي بنهائي العام 1992 في ويمبلي.
المركز السابع يحتله حارس برازيلي شهير، هو روجيريو سيني حارس نادي ساو باولو والمنتخب البرازيلي بـ59 ركلة حرة مباشرة من مجموع 131 هدفاً سجله بقميص ساوباولو في كل المسابقات المحلية القارية بين عامي 1990 وحتى اعتزاله عام 2015. ويتساوي سيني مع لاعب برازيلي مغمور هو مارسيلينو كاريوكا الذي لم لعب للعديد من الأندية كفلامينغو وكورينثيانز وسانتوس وفاسكو دا غاما داخل البرازيل، والنصر السعودي وفالنسيا الإسباني وأجاكسيو الفرنسي خارج البرازيل. ميسي ورونالدو ورحلة تحطيم الرقم الخالد المركز الثامن يحتله نجم نادي يوفنتوس الإيطالي وأسطورة الكرة البرتغالي والعالمية كريستيانو رونالدو بـ 57 ركلة حرة مباشرة، في مسيرته المظفرة التي حقق خلالها العديد من الألقاب الفردية والجماعية مع الأندية والمنتخب. اكثر من سجل ركلات حرة في التاريخ ميلادي. ويتأخر الأرجنتيني ليونيل ميسي ، أسطورة برشلونة بركلتين عن رونالدو، حيث سجل "البولغا" 56 ركلة حرة مباشرة، آخرها تلك التي أسكنها شباك سيليسين حارس فالنسيا في المرحلة الرابعة والثلاثين من الدوري الإسباني. يبتعد ميسي ورونالدو بأكثر من عشرين ركلة عن صاحب الصدارة جونينيو برنامبوكانو صاحب الـ 77 ركلة، فهل سيتمكن الأسطورتان من تحطيم هذا الرقم الفريد والخالد أم سيدركهم الاعتزال قبل القيام بذلك؟ شارك: