معادلة حالة الغاز المثاليуравнение
في عام 1834، وحد إميل كلابيرون قوانين بويل وشارل وغاي-لوساك التجريبية في معادلة واحدة pV = nRT. تصف هذه الصيغة الأنيقة حالة التوازن للغاز المثالي – وهو نموذج تُعامل فيه الجزيئات على أنها نقطية ولا تتفاعل مع بعضها. وهي تعمل 'كمبدّل' بين حجم الغاز وضغطه ودرجة حرارته، مما يسمح بالتنبؤ بسلوك الغازات الحقيقية في الظروف العادية.
كيف يعمل
بالون هوائي ينتفخ قليلاً تحت الشمس – وهذا تجسيد للقانون. في المحركات يتحرك المكبس تحت ضغط الغازات الساخنة. يحسب خبراء الأرصاد تمدد الهواء عند التسخين. التنفس: تغير الرئتان حجمهما، فيدخل الهواء بفعل فرق الضغط.
💡 إذا تُركت كرة في الشمس، فإنها تنتفخ من تلقاء نفسها – ليس سحراً، بل ارتفاع درجة الحرارة يزيد الضغط عند ثبات الحجم تقريباً.
pV = nRT
p — ضغط الغاز (باسكال)، V — الحجم (م³)، n — كمية المادة (مول)، R — ثابت الغاز العام (R ≈ 8.314 جول/(مول·كلڤن))، T — درجة الحرارة المطلقة (كلڤن)
U = \frac{3}{2} nRT
U — الطاقة الداخلية (جول)، n — كمية المادة (مول)، R — ثابت الغاز العام (R ≈ 8.314 جول/(مول·كلڤن))، T — درجة الحرارة المطلقة (كلڤن)