يتم استخدام خزان مليء بغاز الهيليوم الذي يبلغ ضغطه 15.5 × 106 باسكال ودرجة حرارته 293 كلفن لنفخ بالون على شكل دمية. إذا كان حجم الخزان يبلغ 0.02 متر مكعب، فما هو حجم البالون عندما يتم ملؤه بضغط قدره 1.013 × 105 باسكال ودرجة حرارته 323 كلفن؟
نستخدم قانون الغاز العام PV = nRT لحساب حجم البالون المنتفخ. حيث P هو الضغط، V هو الحجم، n هو عدد المولات، R هو ثابت الغازات، و T هو درجة الحرارة.
في هذه الحالة، يمكننا استخدام هذا القانون لحساب حجم الغاز في الخزان الأصلي وحجم الغاز في البالون المنتفخ.
لحساب حجم الغاز في الخزان الأصلي، نستخدم الضغط الأول (15.5 × 106 باسكال) ودرجة الحرارة الأولى (293 كلفن):
V1 = (15.5 × 106 باسكال) × (0.02 متر مكعب) / (8.314 جول/كيلومول × 293 كلفن) = 997.275 مليون متر مكعب
ثم، لحساب حجم الغاز في البالون المنتفخ، نستخدم الضغط الثاني (1.013 × 105 باسكال) ودرجة الحرارة الثانية (323 كلفن):
V2 = (1.013 × 105 باسكال) × V1 / (15.5 × 106 باسكال × 323 كلفن / 293 كلفن) = 0.024740 متر مكعب
بالتالي، حجم البالون عندما يمتلئ بضغط 1.013 × 105 باسكال ودرجة حرارته 323 كلفن هو 0.024740 متر مكعب.
أسئلة شائعة:
1. ما هو الغاز المستخدم في نفخ البالون؟
الغاز المستخدم هو الهيليوم.
2. ما هي وحدة قياس الضغط؟
وحدة قياس الضغط هي الباسكال.
3. ما هي وحدة قياس الحجم؟
وحدة قياس الحجم هي المتر المكعب.
4. كيف يؤثر درجة الحرارة على حجم البالون؟
كلما زادت درجة الحرارة، زاد حجم البالون إذا تم الحفاظ على الضغط ثابتاً.
5. هل يمكن استخدام غاز آخر بدلاً من الهيليوم؟
نعم، يمكن استخدام غاز آخر مثل الهواء العادي، ولكن الهيليوم يكون أخف وزناً مما يساعد على رفع البالون بسهولة.