الرئيسية l هندسة التبريد والتكييف l أساسيات التبريد l المبادىء الأساسية للتبريد -المحاضرة الثانية – قوانين الغاز (المثالى) – القانون العام للغازات

المبادىء الأساسية للتبريد -المحاضرة الثانية – قوانين الغاز (المثالى) – القانون العام للغازات

رابط ما قبله : https://bit.ly/2znqZl3

مقدمة :-

حيث أن وسيط التبريد (مركب التبريد) فى نظم التبريد والتكييف هو المادة الغازية لذا ينبغى دراسة واستيعاب سلوك كتلة من الغاز  تحت تأثير متغيرات ثلاثة هى الضغط والحجم ودرجة الحرارة

قوانين الغاز :-

من البديهيات أن :-

1- الغازات تتألف من جزيئات متباعدة عن بعضها نسبيا وقوى التجاذب بينها ضعيفة إلى الدرجة التى تسمح بانتشاره ليشغل أى حجم متاح لها وهذا سر انخفاض كثافتها على عكس المادة الصلبة والسائلة

2- تتصادم جزيئات الغاز أثناء حركتها السريعة والعشوائية بعضها ببعض كما تتصادم مع جدار الوعاء أو الحيز الحاوى لها وهذا التصادم بجدار الوعاء يسمى ضغط الغاز (P)

3- للجزيئات  طاقة حركية مكتسبة من حركتها وسرعتها وكأيا من من كتلة متحركة فطاقتها تساوى نصف الكتلة ×مربع السرعة ، ويعنى ذلك أنه بالتسخين للغاز (امتصاص طاقة حرارية) ترتفع طاقته متحولة الى طاقة حركية تبدو فى ارتفاع سرعتها فيزداد معدل متوسط تصادمها بالجدار الحاوى لها أى يزداد ضغط العاز  وهذا يفسر انفجار بالونات الاطفال   المنفوخة  بتركها وقتا فى حرارة الشمس ، إذ تكتسب جزيئات الهواء المحبوسة فى البالون طاقة حرارية من اشعة الشمس فتزداد سرعة جزيئاته أى ضغط الهواء الساخن على جدار البالونه الذى يفوق تحملها فتنفجر

4- لتيسير دراسة سلوك الغاز تحت تأثير الضعط والحجم ودرجة الحرارة نفترض أنه مثاليا أى نهمل قوى التنافر والتجاذب بين جزيئاته

العلاقة بين ضغط وحجم ودرجة حرارة الغاز المثالى

لدينا ثلاث متغيرات الضغط (P) ، الحجم (V) ، درجة الحرارة (T) ولسهولة الدراسة نفترض ثبات احدهما لنرى العلاقة بين المتغيرين الآخرين .

           1- عند ثبات درجة حرارة كمية معينة من الغاز

فإن ضغط كمية معينة من الغاز يتناسب عكسيا مع حجم الغاز أى أن :-

P∞1/V        (T=Constant)       (درجة الحرارة ثابتة)

وهذا يفسر انفجار البالونة المنتفخة بالهواء إاذ ما حاولت تقليل حجمها بقبضة اليد إذ تحشر الهواء فى حجم قليل منها فيرتفع الضغط على جدارها الرقيق فتنفجر .

            2- عند ثبات ضغط كمية معينة من الغاز

فإن حجم كمية معينة من الغاز يتغير طرديا مع درجة حرارته

V∞T

         3-   عند ثبات حجم كمية معينة من الغاز (V) 

 عند ثبات حجم كمية معينة من الغاز فإن ضغط الغاز يتناسب طرديا مع درجة الحرارة

P∞T

وهذ يفسر انفجار اطارات السيارات فى فى أوقات الظهيرة صيفا فبارتفاع حرارة الجو المحيط ترتفع حرارة الهواء داخل الاطارات ثابتة الحجم فيزداد الضغط الداخلى عليها فتنفجر

القانون العام للغاز :

يحكم العلاقة بين المتغيرات الثلاثة ، الضغط ، الحجم ، درجة الحرارة لعدد معين من جزيئات الغاز

PV=nRT

P      ضغط الغاز (بسكال)

V     حجم الغاز بالمتر المكعب

T    درجة الحرارة المطلقة للغاز (كلفن)

N   عدد جزيئات الغاز

R    ثابت عام الغاز

من القانون أن  =PV/nT ثابت فلو زاد الضغط تزيد الحرارة بنفس النسبة لتظل الكمية ثابتة أو يقل الضغط  وهذا ما ذكرناه سابقا

لو أن عدد N جزئ من غاز موجود فى وعاء اسطوانى له مكبس   مساحة مقطعها   (a) ارتفاعها L1 وتحرك عمود المكبس من L1 إلى L2 أى تغير الضغط من P1إلى P2 والحجم من V1إلى V2 وبالتالى تتغير حرارة جزيئات الغاز من T1إلى T2 فإن العلاقة بين الحالتين

P1V1/T1=P2V2/T2

             

 

رابط ما بعده : https://bit.ly/2XpvZgQ

اترك رد