العلاقة بين الضغط والحرارة

الضغط والحرارة

عوامل الضغط والحرارة من العوامل التي تؤثر في الأشياء في الطبيعة، فالضغط هو مقدار التأثير الذي يحدث عند إحداث قوة على سطح ما، وهو مقدار القوة العمودية على المساحة، وتختلف هذه القوى في الطبيعة؛ مثل: الضغط الجوي، وهو عبارة عن وزن عمود الهواء على مساحة مقدارها 1سم²، مقداره واحد باسكال، ووحدة باسكال هي الوحدة المعتمدة في الأنظمة الدولية بدلاً من وحدة البار، وهناك ما يسمى أيضاً بضغط الهواء المحبوس أو ضغط الغاز الذي ينتج عن اصطدام جزيئات الهواء بجدران المادة الصلبة عندما تتحرك بحرية داخل الوعاء، وكذلك يوجد الضغط المطلق وضغط التفريغ، وهما عبارة عن الفرق بين الضغط الجوي والضغط المطلق.

أما الحرارة فهي شكل من أشكال الطاقة الموجودة في الطبيعية، وتمر الحرارة بأربع درجات؛ وهي الدرجة العادية (الطبيعية)، ودرجة الغليان، والانصهار، والتجمد، وتنتقل الحرارة إلى المواد عن طريق الأشعة الشمسية، والتوصيل الحراري، والحمل الحراري.

العلاقة بين الضغط والحرارة

درس علماء الفيزياء ظاهرتي الضغط والحرارة، ومن خلال التجارب والدراسات، استنتج العلماء أنّ العلاقة بين الضغط والحرارة علاقة طردية، أي أنه كلما ازدادت درجة الحرارة ارتفع الضغط، وكلما انخفضت درجة الحرارة انخفض الضغط، فإذا وضعنا وعاءً فيه ماء على الغاز، ثم وضعنا الغطاء عليه وتركناه يغلي، ستحرك حرارة الماء المرتفعة التي وصلت لحد الغليان جزيئات الهواء بشكل أسرع، وتصدم بقوة بجدار الوعاء والغطاء حتى تتحرر، أي أنه عندما وصل الماء إلى درجة الغليان ولد ضغطاً أثر بقوة على غطاء الوعاء حتى يتحرر بخار الماء، ونتيجة التجارب التي أجراها العلماء اخترعوا ما يسمى بصمام الضغط الذي يقيس ويتحكم بدرجة الضغط المتولدة في الوعاء.

الضغط الجوي في الطبيعة

الضغط الجوي في الطبيعة يتناسب عكسياً مع الحرارة نتيجة تباعد جزيئات الهواء عندما نحصرها في مكان معين؛ فإذا كان الجو حاراً يقل الضغط الجوي، كما يقل الضغط الجوي كلما ارتفع الجسم عن سطح الأرض إلى الأعلى؛ وهذا يحدث نتيجة انخفاض وزن عمود الهواء؛ أي بسبب قلة كثافة الهواء في الأعلى، وانخفاض نسبة الأكسجين.

العلاقة بين الضغط والحرارة والحجم

فسر العلماء العلاقة بين الضغط والحرارة والحجم، حيث إن علاقة الحجم مع الضغط هي علاقة عكسية عندما تكون درجة الحرارة ثابتة، أي أنه كلما زاد الحجم قل الضغط، وإذا تغيرت درجة الحرارة تصبح العلاقة طردية بين الحجم والضغط، فمثلاً عندما ترتفع درجة الحرارة يزداد الحجم، ويزداد الضغط، وإذا انخفضت الحرارة قل الضغط وقل الحجم.