محاسبه حجم با قانون بویل
طبق قانون بویل، در یک فرآیند همدما (Isothermal)، حجم یک گاز ایدهآل با فشاری که به آن وارد میشود رابطه عکس دارد. یعنی هرچه فشار را بیشتر کنید، فضای بین مولکولی کاهش یافته و گاز متراکمتر میشود (حجم کاهش مییابد). برعکس، با کاهش فشار، گاز منبسط شده و حجم آن افزایش مییابد.
فرمول محاسبه V2
برای یافتن حجم ثانویه (V2)، حاصلضرب فشار و حجم اولیه را بر فشار ثانویه تقسیم میکنیم:
- P1فشار اولیه
- V1حجم اولیه
- P2فشار ثانویه
مثالهای کاربردی
۱. کمپرسور باد
وقتی موتور کمپرسور هوا را از محیط (فشار ۱ اتمسفر) میگیرد و به داخل مخزن با فشار ۸ اتمسفر میفرستد، حجم هوا به شدت کاهش مییابد (یک هشتم میشود).
۲. بالنهای هواشناسی
وقتی یک بالن هلیومی به ارتفاعات بالا میرود، فشار هوا کاهش مییابد (P2 کمتر از P1). در نتیجه گاز داخل بالن منبسط شده و حجم بالن زیاد میشود تا جایی که ممکن است بترکد.
۳. پیستون خودرو
در مرحله تراکم موتور خودرو، پیستون بالا میآید و فشار مخلوط سوخت و هوا را بالا میبرد. طبق قانون بویل، حجم این مخلوط به شدت کم میشود تا آماده انفجار شود.
اشتباهات رایج
- تبدیل واحدهای غیر ضروری: اگر فشار P1 بر حسب اتمسفر است، نیازی نیست P2 را به پاسکال تبدیل کنید. فقط باید هر دو همواحد باشند.
- اشتباه در نسبت: برخی به اشتباه فکر میکنند با افزایش فشار، حجم زیاد میشود! همیشه به یاد داشته باشید: فشار بیشتر = حجم کمتر.
- نشتی گاز: این فرمول برای سیستم بسته (مقدار گاز ثابت) است. اگر گاز نشت کند، محاسبات غلط در میآید.