تعليلات الوحدة الثالث

                  تعليلات الوحدة  الثالث

1-  عندما ينقص الحجم يزداد الضغط عند ثبوت درجة الحرارة

لأن نقص الحجم يقلل المسافة التى يتحرك فيها الغاز فيزداد عدد التصادمات فيزداد الضغط

2-  زيادة حجم الغاز يسبب نقصا فى ضغطه بفرض ثبوت درجة الحرارة

لأن زيادة الحجم معناها زيادة الحيز الذى تتحرك فيه الجزيئات فيقل معدل التصادمات فينقص الضغط

3-  معامل التمدد الحجمى تحت ضغط ثابت له نفس القيمة لجميع الغازات

لأن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تتمدد بمقادير متساوية إذا رفعت درجة حرارتها بمقادير متساوية تحت ضغط ثابت

4-  الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة تزداد بنفس القيمة عند رفع درجةالحرارة لنفس الدرجة عند ثبوت الضغط

لأن معامل التمدد الحجمى تحت ضغط ثابت يكون متساوى لجميع الغازات

5-  توضع قطرة من حمض الكبريتيك فى انبوبة جهاز شارل

حتى يكون الهواء داخل الأنبوبة جافا وخالى من قطيرات الماء الذى يتبخر ويكون له ضغط يختلف عن ضغط الهواء  

6-  فى تجربة شارل يجب ان تكون الأنبوبة الشعرية مفتوحة من أعلى وأن تكون منتظمة المقطع

وذلك حتى يكون الضغط الواقع على الغاز ثابت وهو الضغط الجوى مضافا إليه ضغط قطرة الزئبق أو الحمض الذى يحبس الغاز – وإنتظام المقطع حتى يتخذ إرتفاع عمود الهواء المحبوس مقياسا للحجم

7- يوضع فى إنتفاخ جهاز جولى     ( سبع ) حجمه زئبق

لمعادلة التمدد فى حجم الإنتفاخ حتى يكون حجم الغاز داخل الإنتفاخ ثابت طوال التجربة .

( معامل التمدد الحجمى للزئبق سبع أمثال معامل التمدد الحجمى للزجاج )

7-  عند تبريد جهاز جولى يجب خفض الأنبوبة المانومترية المتحركة قبل التبريد

وذلك لأنه عند التبريد ينكمش الغاز بالمستودع ويقل الضغط به فيندفع الزئبق

لمعادلة التمدد فى حجم الإنتفاخ حتى يكون حجم الغاز داخل الإنتفاخ ثابت طوال التجربة .

( معامل التمدد الحجمى للزئبق سبع أمثال معامل التمدد الحجمى للزجاج )

8-  عند تبريد جهاز جولى يجب خفض الأنبوبة المانومترية المتحركة قبل التبريد

وذلك لأنه عند التبريد ينكمش الغاز بالمستودع ويقل الضغط به فيندفع الزئبق إلى الإنتفاخ فيغير من حجم الزئبق أو يكسر الإنتفاخ ؛ فيجب منع ذلك

9-  يجب أن يكون أنتفاخ جهاز جولى جافا من الداخل

لأن وجود أى قطرة ماء تتحول بالتسخين إلى حجم كبير من البخار يكون له ضغط يختلف عن ضغط الهواء الجاف لإختلاف تمددها

لأن المسافات البينية كبيرة فى حالة الغازات لذلك عند الضغط عليها تقترب من بعضها ويقل الحجم

10-       طاقة الحركة لجزيئات الغاز تظل ثابتة قبل وبعد التصادم

لأن جزيئات الغاز تعبر كرات متغيرة تامة المرونة لذلك تصطدم مع بعضها ومع جدران الإناء تصادمات مرنة

11-       لايتوقف جذر متوسط مربع سرعات جزيئات الغاز على ضغط الغاز رغم انه يحسب بدلالة هذا الضغط

لأن تغير ضغط الغاز يغير من الحجم وبالتالى تتغير كثافة الغاز بنفس تغير الضغط فتظل سرعة الجزيئات ثابتة طالما أن درجة حرارتها لم تتغير

12-       لايوجد غاز الهيدروجين والهيليوم فى جو الأرض

لأن جذر متوسط مربع سرعة جزيئات كل من الغازين أكبر بكثير منها لبقية الغازات المكونة للهواء الجوى لذا يستطيع كل من الهيدرجين والهليوم الإفلات من قوة جذب الأرض

13-       يوجد غاز الهيدروجين فى جو الشمس

 وذلك لأن جذر متوسط مربع سرعة ذرات الهيدروجين وهى فى درجة حرارة الشمس تكون أقل بكثير من سرعة الإفلات أى سرعة الهروب من الشمس

14-       يزداد الضغط داخل إطار سيارة عند نهاية رحلة طويلة

لأن إحتكاك الإطار بلأرض يرفع درجة حرارة الهواء داخل الإطار وبفرض ثبوت حجم الإطار سيزداد جذر متوسط مربع شرعة جزيئات الهواء فيزداد عدد التصادمات فى الثانية ويزداد

الضغط

15-       متوسط طاقة الحركة لجزيئات الغاز المثالى تنعدم عند الصفر كلفن

لأن من العلاقة                      kT ₂/³= mv² ₂/¹ -  عندما تكون T = صفر فإن           = صفر

16-       تستخدم الغازات المسالة فى التبريد

لأن الغاز المسال يسحب طاقة حرارية من المادة الملامسة له حتى يعود إلى طبعته الغازية فتنخفض درجة حرارة المادة

17-       سائل الهليوم يعتبر من أفضل الموصلات الحرارية

يتميز بفائقية السيولة – يتميز بصغر الحرارة النوعية

18-       يظهر تاثير فان درفالز على الغاز فى درجات الحرارة المنخفضة بصورة واضحة

لأن متوسط طاقة حركة الجزيئات يقل بإنخفاض درجة حرارتها فيقل بذلك متوسط سرعة الجزئ الواحد فينشط بذلك تأثير فان درفالز بين جزيئات الغاز وبعضها

19-       تستخدم قارورة ديوار لتخزين الغازات المسالة

لأنها مصممة بحيث تقلل الفقد الحرارى لأنها عبارة عن وعاء زجاحى أو معدنى مفرغة من الهواء فى المسافة الفاصلة بين جدارى القارورة لمنع إنتقال الحرارة بالحمل والتوصيل ,اسطحها الداخلية مطلية بالفضة لتقليل الحرارة بالإشعاع

                                           

20-       يستخدم إناءان من قارورة ديوار فى تخزين سائل الهليوم

لأن سائل الهليوم يتميز بحرارة نوعية منخفضة  ونقطة غليان منخفضة جدا

21-       يتميز سائل الهليوم بإمكانية الإنسياب لأعلى دون توقف على جوانب الوعاء الموضوع فيه

لانه من السوائل فائقة السيولة فتتلاشى قوى الإحتكاك واللزوجة كليا

22-       عندما لاينساب تيار كهربى خلال حلقة من مادة فائقة التوصيل يظل مستمرا رغم إزالة فرق الجهد المسبب له

لأن المواد فائقة التوصيل والتى تتميز بدرجة الحرارة المنخفضة جدا تكون قابليتها للتوصيل الكهربى عالية جدا دون مقاومة تقريبا فلا يسخن الفلز ولا تستهلك طاقة فلا تتحول الطاقة الكهربية لأى نوع أخر من الطاقة فلا تفقد الطاقة الكهربية

23-       يستخدم مواد فائقة التوصيل فى صناعة هوائى الأقمار الصناعية

نظرا لإنعدام مقاومتها الكهربية وهذا يؤدى إلى تأثرها بأضعف الموجات الكهرومغناطسية وإستقبالها بوضوح

24-       يبقى المغناطيس معلقا فى الهواء فوق مادة فائقة التوصيل يمر بها تيار كهربى

لأن التيار المار فى المادة فائقة التوصيل يولد مجالا مغناطيسيا يتنافر دائما مع المغناطيس الدائم

25-       أمكن تصميم قطار فائق السرعة

لأنه طبقا لظاهرة مايسنر عندما يتحرك القطار يولد تيارا فى ملفات ثابتة فيتولد مجال مغناطيسى يتنافر مع المجال الناشئ عن المادة فائقة التوصيل التى يحملها القطار فيرتفع القطار فوق القضبان فلا ينشأ إحتكاك مما يزيد من سرعة القطار

26-       تستخدم المواد فائقة التوصيل فى محطات توليد القوى الكهربية وخطوط نقل الطاقة

حتى ينعدم الفقد فى الطاقة الكهربية ولا يرتفع درجة حرارتها نتيجة إنعدام المقاومة

27-       ترتفع درجة حرارة كمية معينة من غاز رغم كونه فى حالة إتزان حرارى مع الوسط

لأن الشغل المبذول من الغاز يتم على حساب الطاقة الداخلية ورفع درجة الحرارة يكون نتيجة لبذل شغل على الغاز أى أن الشغل سالب لذلك تزداد الطاقة الداخلية فترتفع درجة الحرارة ( أديباتية )

28-       تنخفض درجة حرارة كمية معينة من غاز رغم كونه فى حالة إتزان حرارى مع الوسط المحيط

لأن الشغل المبذول من الغاز يتم على حساب الطاقة الداخلية وإنخفاض درجة الحرارة يكون نتيجة لبذل شغل من الغاز أى أن  الشغل موجب لذلك تقل الطاقة الداخلية فتنخفض درجة الحرارة ( أيزوثرمية )

30 الحجم الثابت لجميع الغازات فى s.T.P  يحتوى على نفس العدد من الجزيئات مهما إختلف نوع الغاز

لأن متوسط المسار الحر ثابت لجميع الغازات تحت نفس الظروف كما انه لايتوقف على نوع الغاز

( متوسط المسار الحر هو متوسط المسافة التى يتحرك فيها الجزئ قبل التصادم مع جزئ اخر)   

31-يفضل الهليوم السائل عن غيره كمادة مبردة

لأن درجة غليانه منخفضة جدا 4.2K لذا يمكنه عند ملامسته لمادة أخرى أن يسحب منها أكبر كمية من الطاقة الحرارية فتبرد

32- لاتظهر ظاهرة مايسنر إلا فى المواد فائقة التوصيل

لآن المواد فائقة التوصيل تكون مقاومتها الكهربية منعدمة لذا تتأثر الإلكترونات الحرة بها بسهولة بالمجال الخارجى – وتحتفظ الإلكترونات بطاقة الحركة التى إكتسبتها بفعل هذا التأثير – فيعمل ذلك على أستمرار سريان التيار داخل المادة –وينشأ عن هذا التيار مجال مغاطيسى يتنافر مع المغاطيس الدائم