الجواب:
إذا انخفض حجم غاز الهيدروجين في الخزان من 200 لتر إلى 150 لتر، فإن الضغط الجديد للغاز سيزداد إلى 166.67 كيلو باسكال.
التفسير:
تنص قانون بويل على أن الضغط والحجم لغاز محدد في درجة حرارة ثابتة يتناسبان عكسياً. بمعنى آخر، إذا انخفض حجم الغاز، فسوف يزداد الضغط.
في هذا المثال، لدينا حجم أولي للغاز يبلغ 200 لتر وضغط أولي يبلغ 125 كيلو باسكال. إذا انخفض حجم الغاز إلى 150 لتر، فإن الضغط الجديد سيزداد إلى:
P2 = P1 * V1 / V2
P2 = 125 كيلو باسكال * 200 لتر / 150 لتر
P2 = 166.67 كيلو باسكال
وعليه، فإن الضغط الجديد للغاز هو 166.67 كيلو باسكال.
الشرح الموسع:
يمكن تفسير قانون بويل من خلال النظر إلى نموذج الجزيئات. في الغاز، تتحرك الجزيئات بحرية في جميع الاتجاهات. عندما يكون الحجم صغيرًا، فإن الجزيئات تكون أكثر تقاربًا، مما يؤدي إلى زيادة الضغط. عندما يكون الحجم كبيرًا، فإن الجزيئات تكون أكثر تباعدًا، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط.
في حالة هذا المثال، فإن انخفاض حجم الغاز من 200 لتر إلى 150 لتر يعني أن الجزيئات أصبحت أقرب إلى بعضها البعض. هذا يؤدي إلى زيادة الضغط.
من المهم ملاحظة أن قانون بويل ينطبق فقط على الغازات المثالية. الغازات الحقيقية لها سلوكيات أكثر تعقيدًا، وقد لا يتبع قانون بويل بدقة. ومع ذلك، فإن قانون بويل هو نموذج جيد للغازات في ظل الظروف العادية.
