ملتقى الفيزيائيين العرب - سؤال في فيزياء الغازات

ملتقى الفيزيائيين العرب (http://www.phys4arab.net/vb/index.php)

- منتدى المسائل والتمارين الفيزيائية. (http://www.phys4arab.net/vb/forumdisplay.php?f=18)

- - سؤال في فيزياء الغازات (http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=6022)

سؤال في فيزياء الغازات

في البداية أشكركم جزيل الشكر للسماح لي بالمشاركة في هذا المنتدى العلمي حيث أننا في أمس الحاجة إلى هذه المنتديات العلمية المفيدة و إنشاء مثل هذه المنتديات هو في غاية الإبداع و تدل على الرغبة في نشر العلوم المفيدة في المجتمع.

مختصر السؤال:
الغاز المضغوط –أكسجين مثلا- في اسطوانة عند خروجه يكون باردا عند الفوهة, فلماذا يخرج باردا ؟

تفصيل السؤال:

يحفظ الأكسجين الطبي في اسطوانات بطريقتين :

1-على شكل غاز : في درجة حرارة الغرفة في اسطوانة تحت ضغط عالي مهما كان حجم الاسطوانة الطبية.
2-على شكل سائل :في درجات حرارة أقل من 120 درجة مئوية تحت الصفر في اسطوانة تحت ضغط مشابه لما قبله.

أما عن سؤالي فهو يتعلق بالنوع الأول من الاسطوانات .

ومن الإجابات غير المقنعة التي حصلت عليها فهي :

1-أن الأكسجين هو في الأصل مادة باردة.

أما جواب هذه المعلومة فهو واضح عند كثير منكم , فلا يوجد مادة حارة و مادة باردة فجميع المواد تتأثر بالجو المحيط و الفرق بينهم في السعة الحرارية و مقدرة و سرعة إيصالها للطاقة الحرارية .

ولو قلنا أن الأكسجين بطبيعته بارد فلماذا لا تكون درجة حرارته منخفضة داخل الاسطوانة قبل إخراجه بل لماذا لا يكون الجو الخارجي باردا لاحتوائه على الأكسجين.

2- أن البرودة ناتجة من تبخر الأكسجين المضغوط داخل الاسطوانة عند السماح له بالخروج .

وهذا هو الجواب المتبادر للأذهان , و لكن :
أولا :من قال أن الأكسجين داخل هذا النوع من الأسطوانات هو في الحالة السائلة حتى يتبخر؟

فهو مجرد غاز مضغوط , و لا يمكن أن يتحول غاز الأكسجين إلى سائل إلا بعد تبريده إلى درجة غليانه (183 درجة مئوية تحت الصفر) تحت الضغط الجوي أو تبريده على الأقل إلى درجة حرارته الحرجة(119درجة مئوية تحت الصفر ) ثم حبسه تحت ضغط 49.7 atm على الأقل.

ثانيا :ولو فرضنا تبخر الأكسجين - وهذا خطأ كما أسلفنا - لكان انخفاض الحرارة يكون في الاسطوانة لا في الغاز الخارج.
لأن التبخر لا يحدث عند الفوهة بل داخل الأسطوانة على سطح السائل المزعوم , والاسطوانة هي التي فقدت الطاقة الحرارية و أعطتها لسائل الأكسجين لكي يتبخر – عند فرض أن الأكسجين كان سائلا داخل الاسطوانة و هذا خطأ كما أسلفنا - .

3- أن هناك طاقة بذلت على الغاز لحبسه داخل الأسطوانة فتحولت هذه الطاقة إلى طاقة كامنة مختزنة داخل الغاز و عند خروجه يفقد هذه الطاقة فيبرد.

وهذه إجابة لطيفة لا تخطر على الأذهان , ولكنها خادعة للأسباب التالية :

أولا : الفاقد للحرارة هو الذي تكون حرارته أعلى من المكتسب لها فلا يكون باردا.

ثانيا : الإحساس بالبرودة يكون بفقد حرارة اليد –مثلا- وإعطائها للمحسوس الأقل حرارة لا العكس .
بعبارة أخرى : أنك عندما تمسك كوب من الحليب الساخن فإنك تشعر بحرارته لأن الكوب يفقد طاقته الحرارية فيبرد و تكتسبها يدك فتسخن .
و عندما تمسك ثلجا فإنك تشعر ببرودته لأنك تفقد طاقتك الحرارية فتبرد يدك و يكتسبها الثلج فيذوب .

وبالتالي يتبين نقص هذه الإجابة .

4-أن الغاز عندما يزداد ضغطه تقل حرارته.

وهذه إجابة أيضا قد تخطر على الأذهان , ولكن :
أولا: الذي نعرفه أن التناسب بين الضغط و الحرارة عند ثبات بقية العوامل يكون طرديا لا عكسيا , بمعنى أن الحرارة عندما تزداد يزداد الضغط .

و ثانيا :لو فرضنا أن التناسب بين الضغط و الحرارة عكسيا لكان باردا لمجرد تخزينه في الاسطوانة لا عندما نخرجه.

وثالثا: لو فرضنا أن التناسب عكسيا فأين ذهبت الطاقة الحرارية المختزنة في الغاز؟ , لأن انخفاض درجة حرارة الغاز تعني انخفاض الطاقة الحرارية المختزنة في الغاز , وذلك لا يحدث إلا بفقد هذه الطاقة .

ورابعا: عند خروج الغاز من الاسطوانة فإن ضغطه يقل لا يزيد .

وبالتالي يتبين خطأ هذه الإجابة .

وبالتالي فلا يوجد لدي تفسير فيزيائي لانخفاض درجة حرارة الغاز المضغوط عند خروجه من الأسطوانة, فهل لإخواني الأعضاء و المشرفين أن يساعدونني في وضع تفسيرات محتملة لهذه الظاهرة الفيزيائية المثيرة للاهتمام؟

مشكورين و جازاكم الله خيرا و وفقكم الله لما فيه الخير و الصلاح.

أخوكم حسان

مشاركة: سؤال في فيزياء الغازات

[align=right]من حوالي اسبوعين حطيت الموضوع و28 عضو اطلع عليه معقولة لم يرد أحد؟

ما هو السبب؟
هل هو عدم وضوح في السؤال ؟
ام هو سؤال تعجيزي ؟[/align]

قديم 29-12-2009, 12:02
البسطامي البسطامي غير متواجد حالياً
فيزيائي جـديد

تاريخ التسجيل: Dec 2009
المشاركات: 4
افتراضي مطلوب تعليل ظاهرة فيزيائية ×_× Plz Help
السلام عليكم و رحمة الله

مساكـمـ/صبحكم الله بالخير ..

احييكم جميعاً .. إدارة و مشرفين و أعضاء على هذا الموقع الأكثر من رائع

و بارك الله لكم فيه

سؤالي يا اخوان .. كما طرحه الأستاذ

لماذا تنخفض درجة حرارة الغاز "أياً كان" عندما يوضع في مكبس و يخرج من فتحة صغيرة ؟

و قال ان هذه الظاهرة تحدث في اسطوانات الغاز المستعملة ف المنازل >>> الطبخ :">

اتمنى ممن لديه فكرة أن يشحرلنا

احترامي

رد مع اقتباس إقتباس متعدد لهذه المشاركة الرد السريع على هذه المشاركة
#2 تقرير بمشاركة سيئة
قديم 29-12-2009, 13:10
البسطامي البسطامي غير متواجد حالياً
فيزيائي جـديد

تاريخ التسجيل: Dec 2009
المشاركات: 4
افتراضي رد: مطلوب تعليل ظاهرة فيزيائية ×_× Plz Help
:-s هل من مجيب ؟

رد مع اقتباس إقتباس متعدد لهذه المشاركة الرد السريع على هذه المشاركة
#3 تقرير بمشاركة سيئة
قديم 29-12-2009, 21:14
احمد اليافعي احمد اليافعي غير متواجد حالياً
فيزيائي عبقري

تاريخ التسجيل: May 2009
الدولة: مصر
المشاركات: 966
افتراضي رد: مطلوب تعليل ظاهرة فيزيائية ×_× Plz Help
عندما يضغط غاز ثم يسمح له بالتمدد عبر فتحة صغيرة الغاز الذي يتمدد يكتسب الحرارة اللازمة لتمدده من طاقته الذاخلية فتنخفض درجة الحرارة وطبقا لقانون الديناميكا الحراري الاول الاجراء كظمي وكمية الحرارة = صفر
فشغل التمدد يساوي - التغير في الطاقة الداخلية وهذه الطريقة هي المتبعة لتبريد الغازات لدرجات منخفضة

رد مع اقتباس إقتباس متعدد لهذه المشاركة الرد السريع على هذه المشاركة
#4 تقرير بمشاركة سيئة
قديم 01-01-2010, 11:43
البسطامي البسطامي غير متواجد حالياً
فيزيائي جـديد

تاريخ التسجيل: Dec 2009
المشاركات: 4
افتراضي رد: مطلوب تعليل ظاهرة فيزيائية ×_× Plz Help
السلام عليكم و رحمة الله

مشكور اخوي اليافعي ..

لكن بصراحة ما فهمت ..

هل من تفسير .. او توسع اكثر لشرح هذه الظاهرة ؟

رد مع اقتباس إقتباس متعدد لهذه المشاركة الرد السريع على هذه المشاركة
#5 تقرير بمشاركة سيئة
قديم 19-11-2017, 22:13
mahmoud khodary mahmoud khodary متواجد حالياً
فيزيائي نشط

تاريخ التسجيل: Aug 2017
المشاركات: 69
افتراضي
عندما يخرج الغاز الموضوع تحت ضغط من فتحة صغيرة فقد ترتفع او تنخفض درجة حرارتة اعتمادا على نوع الغاز ودرجة حرارتة حيث تسمى عملية التمدد الحر للغاز بالخنق throttling ولا يكون هناك اى شغل مبذول او فقد او اكتساب حرارة مع الوسط المحيط ويكون مقدار الطاقة الداخلية للغار ثابتا و بما ان الطاقة الداخلية عبارة عن مجموع طاقتى الوضع والحركة لجزيئات الغاز فتتغير احداهما على حساب الاخرى ويبقى مجموعهما ثابت وبحسب التغير الحادث قد ترتفع او تنخفض درجة الحرارة
وهذا ما يعرف بتأثير جول - طومسون Joule - Thomson effect

رد مع اقتباس إقتباس متعدد لهذه المشاركة الرد السريع على هذه المشاركة
إضافة رد

تعديل الكلمات الدلالية الكلمات الدلالية (Tags)
لا يوجد

*=== (( ما يلفظ من قول إلا لديه رقيب عتيد )) ===*

الرسالة:
إلغاء تنسيق النص

عريض
مائل
نص تحته خط

إدخال رابط
إدراج صورة

إدراج [اقتباس]

تقليص المساحة
توسيع المساحة

خيارات
إقتباس المشاركة في الرد؟
اضف الرد السريع الإنتقال للوضع المتطور

« الموضوع السابق | الموضوع التالي »

الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 1 والزوار 0)
‏mahmoud khodary

تعليمات المشاركة
تستطيع إضافة مواضيع جديدة
تستطيع الرد على المواضيع
تستطيع إرفاق ملفات
تستطيع تعديل مشاركاتك
BB code is متاحة
الابتسامات متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة
قوانين المنتدى
الانتقال السريع
إذهب

الثلاثاء 19 من ديسمبر 2017 , الساعة الآن 04:02:17 مساءاً.

الاتصال بنا - - الأرشيف - الأعلى
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2017, Jelsoft Enterprises Ltd. TranZ By Almuhajir
ملتقى الفيزيائيين العرب