تجارب منزلية سهلة باستخدام قوانين الغاز

من السهل توضيح قوانين الغاز باستخدام الأدوات المنزلية اليومية. تصف هذه المبادئ العلمية ذات الصلة كيف يتغير حجم الغاز وضغطه ودرجة حرارته في ظل ظروف مختلفة ، وتمثل حجر الزاوية في الكيمياء والفيزياء. تُظهر تجربة قانون الغاز ما يحدث لخاصية ما ، مثل الحجم ، عندما تغير خاصية أخرى ، مثل درجة الحرارة ، مع الحفاظ على الخاصية المتبقية كما هي. التجارب الموصوفة هنا آمنة وغير مكلفة ولا تستخدم مواد كيميائية ضارة ، فقط الهواء وبخار الماء. نفس المبادئ تعمل مع أي غاز عادي.

توضح تجربة كسارة العلب قانون تشارلز ، وهو المبدأ الأساسي الذي يقضي بأن الغازات تتمدد عند تسخينها وتنكمش عند تبريدها. سوف تحتاج إلى علبة صودا صغيرة. املأها بحوالي نصف أونصة من الماء. قم بغلي العلبة في قدر من الماء لمدة دقيقة تقريبًا ، وستلاحظ بخارًا يتصاعد من فتحة علبة الصودا. باستخدام الملقط ، امسك العلبة وضعها رأسًا على عقب في وعاء به ماء بارد. العلبة سوف تسحق على الفور. يخرج بخار الماء من العلبة على الفور ، والماء البارد يكثف البخار ، مما يترك العلبة تحت ضغط منخفض للغاية بالداخل. يحدث ذلك بسرعة كبيرة لدرجة أن ضغط الهواء الطبيعي خارج العلبة يسحق الجزء الخارجي من العلبة.

ابحث عن زجاجة فارغة ، مثل زجاجة الصودا ، واملأها بحوالي أونصة من الماء. في قدر من الماء ، سخني الزجاجة حتى يغلي الماء بداخلها. قم بتمديد البالون فوق فم الزجاجة. عندما تبرد الزجاجة ، سيمتص الغاز البالون إلى الزجاجة وسيبدأ في النفخ داخل الزجاجة. ما يحدث هو أن البالون احتجز بخار الماء في الزجاجة وأثناء تبريده يستبدل ضغط الهواء الخارجي بخار الماء الذي يتكثف الآن ويفرغ الجزء الداخلي من زجاجة. يتمدد الغاز مع تسخينه ويتقلص مع تبريده ، مما يجعل الزجاجة "فارغة" مقارنة بضغط الهواء الخارجي. يتمدد البالون داخل الزجاجة للسماح بضغط الهواء الخارجي للداخل. تقدم هذه التجربة مثالًا آخر على قانون تشارلز.

توضح هذه التجربة قوة الهواء المضغوط. أفرغ زجاجة صودا وأدخل بالونًا. حاول نفخ البالون داخل الزجاجة. إنه مستحيل بسبب الهواء الموجود داخل الزجاجة. عندما ينتفخ البالون ، يضغط الهواء في الزجاجة. يضغط الهواء ولكن أيضًا يدفع للخلف مثل الزنبرك. لا تستطيع رئتيك توفير القوة الكافية للتغلب على ضغط الهواء في الزجاجة. توضح هذه التجربة قانون بويل ، والذي يوضح أنه يمكنك ضغط الغاز ، على الرغم من أنه ليس بالأمر السهل.