## قانون شارل للغازات

ينص قانون شارل على أن حجم كتلة ثابتة من الغاز المثالي عند ضغط ثابت يتناسب طرديًا مع درجة حرارته المطلقة. بمعنى آخر، إذا زادت درجة الحرارة، يزيد الحجم، وإذا انخفضت درجة الحرارة، ينخفض الحجم.

الصياغة الرياضية :

يمكن التعبير عن قانون شارل رياضياً بالشكل التالي:

*

V₁/T₁ = V₂/T₂

حيث:

* V₁ هو الحجم الأولي للغاز.
* T₁ هي درجة الحرارة المطلقة الأولية (بكلفن). يجب استخدام درجة الحرارة المطلقة (كلفن) دائمًا في قوانين الغازات.

للحصول على درجة الحرارة بالكلفن، أضف 273.15 إلى درجة الحرارة بالدرجات المئوية (K = °C + 273.15).
* V₂ هو الحجم النهائي للغاز.
* T₂ هي درجة الحرارة المطلقة النهائية (بكلفن).

أمثلة حسابية:

مثال 1:

يحتل غاز حجمًا مقداره 2 لتر عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. ما هو حجم الغاز عند درجة حرارة 50 درجة مئوية، بافتراض أن الضغط ثابت؟

1-تحويل درجات الحرارة إلى كلفن:
* T₁ = 25 °C + 273.15 = 298.15 K
* T₂ = 50 °C + 273.15 = 323.15 K

2-استخدام قانون شارل:
* V₁/T₁ = V₂/T₂
* 2 L / 298.15 K = V₂ / 323.15 K

3-حساب V₂:
* V₂ = (2 L * 323.15 K) / 298.15 K
* V₂ ≈ 2.16 L

إذن، حجم الغاز عند 50 درجة مئوية سيكون تقريبًا 2.16 لتر.

مثال 2:

يحتوي بالون على هواء حجمه 5 لتر عند درجة حرارة 273 كلفن. إذا تم تبريد البالون حتى يصبح حجمه 3 لتر، فما هي درجة حرارته النهائية؟

1-استخدام قانون شارل:
* V₁/T₁ = V₂/T₂
* 5 L / 273 K = 3 L / T₂

2-حساب T₂:
* T₂ = (3 L * 273 K) / 5 L
* T₂ = 163.8 K

إذن، درجة الحرارة النهائية للبالون هي 163.8 كلفن، أو -109.35 درجة مئوية.

ملاحظات:

* قانون شارل ينطبق بدقة فقط على الغازات المثالية. الغازات الحقيقية قد تظهر انحرافات طفيفة عن هذا القانون، خاصة عند الضغوط العالية أو درجات الحرارة المنخفضة.
* يجب دائمًا استخدام وحدات متناسقة في الحسابات (مثل لتر لكل كلفن).
* يُفترض في قانون شارل أن كمية المادة (عدد المولات) تبقى ثابتة.


هذه الأمثلة توضح كيفية استخدام قانون شارل لحساب حجم أو درجة حرارة غاز عند ضغط ثابت. تذكر دائمًا تحويل درجات الحرارة إلى كلفن قبل إجراء الحسابات.