آخر تحديث: 2026-07-01

فهم قانون غاي-لوساك

يصف قانون غاي-لوساك كيف يرتفع ضغط كمية ثابتة من الغاز المحصور عند تسخينه وينخفض عند تبريده، ما دام الحجم ثابتًا. وهو أحد قوانين الغازات البسيطة التي تفضي معًا إلى قانون الغاز المثالي، ويؤكد تحذيرًا مألوفًا: لا تُسخّن أبدًا وعاءً محكم الإغلاق يحتوي غازًا.

صيغة قانون غاي-لوساك

عند حجم ثابت يتناسب ضغط الغاز طرديًا مع درجة حرارته المطلقة. وبإعادة ترتيب العلاقة يمكن إيجاد أي من الكميات الأربع المجهولة:

استخدم دائمًا درجة الحرارة المطلقة

قانون غاي-لوساك علاقة تناسب طردي، لذا فهو صالح فقط على مقياس حرارة يبدأ من صفر حقيقي. تضع درجتا مئوية وفهرنهايت صفرهما عند نقاط اعتباطية، فتصبح النسب المأخوذة عليهما بلا معنى فيزيائي؛ فتسخين غاز من 10 °م إلى 20 °م لا يضاعف ضغطه رغم تضاعف الرقم المئوي.

يبدأ مقياس كلفن من الصفر المطلق (−273.15 °م)، لذا فإن مضاعفة الكلفن تقابل مضاعفة الضغط فعلًا. حوّل كل درجة حرارة إلى كلفن قبل تطبيق القانون: $T(\text{K}) = T(^{\circ}\text{C}) + 273.15$. تقبل هذه الحاسبة الدرجات المئوية أو الفهرنهايت وتجري التحويل إلى كلفن قبل أخذ النسبة.

مثال محلول

يحوي وعاء صلب محكم الإغلاق غازًا عند 100 kPa وهو في درجة 27 °م. تُرك في الشمس المباشرة فسخن إلى 77 °م. ما الضغط الجديد في الداخل، علمًا أن الحجم لا يمكن أن يتغيّر؟

حوّل أولًا كلتا الدرجتين إلى كلفن: 27 °م = 300.15 K و77 °م = 350.15 K. ثم طبّق القانون:

يرتفع الضغط إلى نحو 116.7 kPa. والنسبة 350.15/300.15 تقارب 1.17، فيزداد الضغط بنحو 17 % — وهي النسبة نفسها لارتفاع درجة الحرارة المطلقة.

أين يظهر قانون غاي-لوساك

• تحمل علب الرذاذ تحذيرًا من الحرارة لأن تسخين الحجم الثابت في داخلها يرفع الضغط حتى قد تنفجر العلبة.
• تُظهر إطارات السيارة ضغطًا أعلى بعد رحلة طويلة على الطريق السريع، إذ يسخّن الاحتكاك الهواء المحبوس.
• تراكم قِدر الضغط ضغط البخار لأن الوعاء المحكم يحتفظ بحجم ثابت بينما يُسخَّن المحتوى.

يحدث كل ذلك عند حجم شبه ثابت، وهو ما يجعل قانون غاي-لوساك الوصف الملائم.

قانون غاي-لوساك وسائر قوانين الغازات

قانون غاي-لوساك هو الحالة الخاصة عند حجم ثابت من قانون الغاز المركّب $P_1 V_1 / T_1 = P_2 V_2 / T_2$. وبوضع $V_1 = V_2$ يُلغى حدّا الحجم ويبقى $P_1/T_1 = P_2/T_2$. أما قانون بويل فهو حالة درجة الحرارة الثابتة التي تربط الضغط بالحجم، وقانون شارل هو حالة الضغط الثابت التي تربط الحجم بدرجة الحرارة. لمسألة يتغيّر فيها الحجم أيضًا، استخدم حاسبة قانون الغاز المشترك؛ وعندما تحتاج كمية مطلقة مثل عدد المولات، استخدم حاسبة قانون الغاز المثالي.