الثانوية العامة 2026الاستعلام عن النتيجةاعرف الكليات المناسبة لمجموعكتنسيق 2026

الفيزياء · الصف الثاني الثانوي

أسئلة: قانون بويل–شارل

12 سؤال اختيار من متعدد و6 سؤال مقالي بنموذج إجابة، لمراجعة درس «قانون بويل–شارل» من الفيزياء (الصف الثاني الثانوي). راجع الأسئلة أدناه، أو اختبر نفسك فورًا.

اختبار سريع من 10 أسئلة عشوائية من بنك الأسئلة أعلاه — تُخلط الأسئلة والاختيارات في كل مرة، فلن يتكرر الاختبار بنفس الترتيب.

اختيار من متعدد

  1. ما وحدة قياس درجة الحرارة الإلزامية التي يجب استخدامها في جميع قوانين الغازات؟

    • الدرجة المئوية (سيليزيوس)
    • الكلفن
    • الفهرنهايت
    • الجول
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: الكلفن

    يجب استخدام مقياس كلفن المطلق لأن الصفر المطلق يمثل أدنى درجة حرارة ممكنة، بينما الدرجة المئوية مقياس نسبي قد يحتوي على قيم سالبة تفسد صحة النسب الرياضية في القوانين.

  2. ما العلاقة الرياضية التي تربط بين ضغط الغاز وحجمه عند ثبات درجة الحرارة (قانون بويل)؟

    • تناسب طردي (P∝VP \propto V)
    • تناسب عكسي (PV=ثابتPV = \text{ثابت})
    • ثبوت النسبة بينهما (P/V=ثابتP/V = \text{ثابت})
    • علاقة خطية ميله موجب
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: تناسب عكسي (PV=ثابتPV = \text{ثابت})

    حسب قانون بويل، عند ثبات درجة الحرارة وكمية الغاز، يتناسب ضغط الغاز عكسياً مع حجمه، أي أن حاصل ضرب الضغط في الحجم يظل مقداراً ثابتاً.

  3. أي من العبارات التالية يفسر جزيئياً زيادة ضغط الغاز عند تقليل حجم وعائه بثبات درجة الحرارة؟

    • تزيد السرعة المتوسطة لجزيئات الغاز.
    • تقل طاقة الحركة لجزيئات الغاز.
    • تتصادم جزيئات الغاز بجدران الوعاء بمعدل أكبر لقصر المسافة بين الاصطدامات.
    • تزداد كتلة الغاز داخل الوعاء.
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: تتصادم جزيئات الغاز بجدران الوعاء بمعدل أكبر لقصر المسافة بين الاصطدامات.

    عند تصغير الحجم وثبات درجة الحرارة تظل سرعة الجزيئات ثابتة، لكن المسافة التي تقطعها بين جدار وآخر تصبح أقصر، مما يرفع معدل الاصطدامات وبالتالي يزداد الضغط.

  4. ما العلاقة التي يصفها قانون شارل عند ثبات ضغط الغاز المحصور؟

    • تناسب عكسي بين الحجم ودرجة الحرارة المطلقة
    • تناسب طردي بين الحجم ودرجة الحرارة المطلقة (V/T=ثابتV/T = \text{ثابت})
    • ثبوت حاصل ضرب الحجم في درجة الحرارة
    • تناسب طردي بين الضغط ودرجة الحرارة
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: تناسب طردي بين الحجم ودرجة الحرارة المطلقة (V/T=ثابتV/T = \text{ثابت})

    ينص قانون شارل على أن حجم كمية محددة من الغاز يتناسب طردياً مع درجة حرارته المطلقة (كلفن) طالما ظل الضغط ثابتاً.

  5. إذا كانت درجة حرارة الغرفة 2727 درجة مئوية، فما تعادلها على مقياس كلفن المطلق؟

    • صفر كلفن
    • 246 كلفن
    • 300 كلفن
    • 327 كلفن
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: 300 كلفن

    نحسب درجة الحرارة بالكلفن بإضافة 273 إلى الدرجة المئوية: T=27+273=300T = 27 + 273 = 300 كلفن.

  6. غاز محصور حجمه 3 لتر3\text{ لتر} تحت ضغط 4×105 باسكال4 \times 10^5\text{ باسكال} عند درجة حرارة ثابتة، فإذا تغير حجمه ليصبح 2 لتر2\text{ لتر}، فما الضغط الجديد؟

    • 6 \times 10^5\text{ باسكال}
    • 2.67 \times 10^5\text{ باسكال}
    • 8 \times 10^5\text{ باسكال}
    • 12 \times 10^5\text{ باسكال}
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: 6 \times 10^5\text{ باسكال}

    من قانون بويل: P1V1=P2V2⇒(4×105)(3)=P2(2)⇒P2=12×1052=6×105 باسكالP_1 V_1 = P_2 V_2 \Rightarrow (4 \times 10^5)(3) = P_2(2) \Rightarrow P_2 = \frac{12 \times 10^5}{2} = 6 \times 10^5\text{ باسكال}.

  7. كمية من غاز حجمها 5 لتر5\text{ لتر} عند درجة حرارة 27 مئوية27\text{ مئوية} وضغط ثابت، سُخّنت حتى أصبح حجمها 10 لتر10\text{ لتر}، فما درجة الحرارة الجديدة بالكلفن؟

    • 300 كلفن
    • 600 كلفن
    • 150 كلفن
    • 327 كلفن
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: 600 كلفن

    نحوّل الحرارة الابتدائية إلى كلفن: T1=27+273=300T_1 = 27 + 273 = 300 كلفن. من قانون شارل: V1T1=V2T2⇒5300=10T2⇒T2=10×3005=600\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \Rightarrow \frac{5}{300} = \frac{10}{T_2} \Rightarrow T_2 = \frac{10 \times 300}{5} = 600 كلفن.

  8. أي من المعادلات التالية يمثل الصيغة الرياضية الشاملة لقانون الغاز المشترك؟

    • P_1 V_1 T_1 = P_2 V_2 T_2
    • \frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}
    • \frac{P_1 T_1}{V_1} = \frac{P_2 T_2}{V_2}
    • P_1 + V_1 - T_1 = P_2 + V_2 - T_2
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: \frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}

    قانون الغاز المشترك يدمج قوانين بويل وشارل لكمية ثابتة من الغاز يتغير فيها الضغط والحجم ودرجة الحرارة معاً بالصيغة: P1V1T1=P2V2T2\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}.

  9. غاز مثالي حجمه الابتدائي 2 لتر2\text{ لتر} وضغطه 1×105 باسكال1 \times 10^5\text{ باسكال} عند درجة حرارة 300 كلفن300\text{ كلفن}، أصبح حجمه النهائي 4 لتر4\text{ لتر} وضغطه 1.5×105 باسكال1.5 \times 10^5\text{ باسكال}، فما درجة حرارته النهائية؟

    • 300 كلفن
    • 600 كلفن
    • 900 كلفن
    • 1200 كلفن
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: 900 كلفن

    من قانون الغاز المشترك: P1V1T1=P2V2T2⇒(1×105)(2)300=(1.5×105)(4)T2⇒2×105300=6×105T2⇒T2=6×105×3002×105=900\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} \Rightarrow \frac{(1 \times 10^5)(2)}{300} = \frac{(1.5 \times 10^5)(4)}{T_2} \Rightarrow \frac{2 \times 10^5}{300} = \frac{6 \times 10^5}{T_2} \Rightarrow T_2 = \frac{6 \times 10^5 \times 300}{2 \times 10^5} = 900 كلفن.

  10. كيف يتصرف قانون الغاز المشترك ليصبح قانون بويل؟

    • عندما يكون الضغط ثابتاً (P1=P2P_1 = P_2)
    • عندما تكون درجة الحرارة ثابتة (T1=T2T_1 = T_2)
    • عندما يكون الحجم ثابتاً (V1=V2V_1 = V_2)
    • عندما تكون درجة الحرارة تساوية الصفر المطلق
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: عندما تكون درجة الحرارة ثابتة (T1=T2T_1 = T_2)

    إذا ثبّتْنا درجة الحرارة بحيث يكون T1=T2T_1 = T_2، تختصر TT من طرفي قانون الغاز المشترك ليصبح P1V1=P2V2P_1 V_1 = P_2 V_2 وهو قانون بويل.

  11. ما التفسير الجزيئي لتمدد الغاز وزيادة حجمه عند تسخينه تحت ضغط ثابت (قانون شارل)؟

    • تنخفض سرعة الجزيئات فتقل عدد الاصطدامات
    • تزداد الطاقة الحركية للجزيئات فتصطدم بالمكبس بقوة أكبر وتدفعه للخارج حتى يعود الضغط لأصله
    • تتكسر الروابط بين جزيئات الغاز وتزيد كتلته
    • تنكمش جزيئات الغاز لتقلل مقاومتها للحرارة
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: تزداد الطاقة الحركية للجزيئات فتصطدم بالمكبس بقوة أكبر وتدفعه للخارج حتى يعود الضغط لأصله

    تسخين الغاز يرفع متوسط طاقته الحركية، مما يترتب عليه اصطدامات أشد قوة بالمكبس المتحرك، فيندفع للخارج متمدداً ليزداد الحجم ويعود الضغط إلى قيمته الأصلية.

  12. لماذا تُعتبر قوانين الغازات المدرسة دقيقة للغاية عند الضغوط المعتدلة ودرجات الحرارة العالية نسبياً؟

    • لأن الغازات تسلك حينها سلوك 'الغاز المثالي' وتتباعد جزيئاتها بشكل كافٍ
    • لأن جزيئات الغاز تتوقف تماماً عن الحركة
    • لأن قوى التجاذب بين الجزيئات تكون في أقصى قيمتها
    • لأن حجم الجزيئات الفعلي يصبح مساوياً لحجم الوعاء
    عرض الإجابة والتعليل

    الإجابة الصحيحة: لأن الغازات تسلك حينها سلوك 'الغاز المثالي' وتتباعد جزيئاتها بشكل كافٍ

    تكون قوانين الغازات البسيطة دقيقة جداً في وصف الغازات الحقيقية تحت الظروف المعتدلة والبعيدة عن نقاط التميّع، حيث تكون قوى التجاذب المهملة وحجم الجزيئات ضئيلاً مقارنة بالفراغات بينها.

أسئلة مقالية

  1. غاز محصور في أسطوانة حجمه 5 لتر5\text{ لتر} تحت ضغط 3×105 باسكال3 \times 10^5\text{ باسكال} وعند درجة حرارة ثابتة. إذا تم ضغط الغاز حتى أصبح ضغطه الجديد 7.5×105 باسكال7.5 \times 10^5\text{ باسكال}، احسب حجمه الجديد موضحاً الخطوات.

    عرض نموذج الإجابة

    نطبق قانون بويل لأن درجة الحرارة ثابتة: P1V1=P2V2P_1 V_1 = P_2 V_2 بالتعويض بالقيم المعطاة: (3×105)(5)=(7.5×105)V2(3 \times 10^5)(5) = (7.5 \times 10^5) V_2 1.5×106=7.5×105V21.5 \times 10^6 = 7.5 \times 10^5 V_2 V2=1.5×1067.5×105=2 لترV_2 = \frac{1.5 \times 10^6}{7.5 \times 10^5} = 2 \text{ لتر} إذن الحجم الجديد للغاز يساوي 2 لتر.

  2. كمية من غاز حجمها الابتدائي 4 لتر4\text{ لتر} عند درجة حرارة 27 مئوية27\text{ مئوية} وبضغط ثابت. إذا رُفعت درجة حرارتها حتى أصبح الحجم 6 لتر6\text{ لتر}، احسب درجة الحرارة النهائية بالدرجة المئوية والكلفن.

    عرض نموذج الإجابة

    1. نحول درجة الحرارة الابتدائية إلى كلفن: T1=27+273=300 كلفنT_1 = 27 + 273 = 300 \text{ كلفن} 2. نطبق قانون شارل (لأن الضغط ثابت): V1T1=V2T2⇒4300=6T2\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \Rightarrow \frac{4}{300} = \frac{6}{T_2} T2=6×3004=18004=450 كلفنT_2 = \frac{6 \times 300}{4} = \frac{1800}{4} = 450 \text{ كلفن} 3. نحول درجة الحرارة النهائية إلى المئوية: t2=450−273=177 درجة مئويةt_2 = 450 - 273 = 177 \text{ درجة مئوية} إذن درجة الحرارة النهائية هي 450 كلفن (أو 177 درجة مئوية).

  3. فقاعة هواء صغيرة صعدت من قاع بحيرة حيث حجمها 1.5 لتر1.5\text{ لتر} وضغطها 2×105 باسكال2 \times 10^5\text{ باسكال} ودرجة حرارتها 7 مئوية7\text{ مئوية}، لتصل إلى سطح الماء حيث يصبح ضغطها 1×105 باسكال1 \times 10^5\text{ باسكال} ودرجة حرارتها 27 مئوية27\text{ مئوية}. احسب حجم الفقاعة عند السطح.

    عرض نموذج الإجابة

    1. نحول درجات الحرارة إلى كلفن: T1=7+273=280 كلفنT_1 = 7 + 273 = 280 \text{ كلفن} T2=27+273=300 كلفنT_2 = 27 + 273 = 300 \text{ كلفن} 2. نطبق قانون الغاز المشترك: P1V1T1=P2V2T2\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} (2×105)(1.5)280=(1×105)V2300\frac{(2 \times 10^5)(1.5)}{280} = \frac{(1 \times 10^5) V_2}{300} 3×105280=1×105V2300\frac{3 \times 10^5}{280} = \frac{1 \times 10^5 V_2}{300} V2=3×105×300280×105=9000028000=9028≈3.21 لترV_2 = \frac{3 \times 10^5 \times 300}{280 \times 10^5} = \frac{90000}{28000} = \frac{90}{28} \approx 3.21 \text{ لتر} إذن حجم الفقاعة عند السطح يساوي تقريباً 3.21 لتر.

  4. اشرح باختصار التفسير الجزيئي لصلاحية "قانون بويل" باستخدام حركة الجزيئات وسرعتها داخل الوعاء.

    عرض نموذج الإجابة

    عند ثبات درجة الحرارة، يظل متوسط الطاقة الحركية وسرعة جزيئات الغاز ثابتين. عند تقليل حجم الوعاء، تقل المسافة الفاصلة بين جدار وآخر، مما يجعل الجزيئات تقطع مسافة أقصر وتصطدم بالجدران بمعدل زمني أكبر (تكرار الاصطدامات يزداد)، وهذا الارتفاع في معدل الاصطدامات الكلية المؤثرة على وحدة المساحة يؤدي إلى زيادة الضغط.

  5. لماذا يُعد استخدام مقياس الدرجة المئوية (سيليزيوس) مباشرة في قوانين الغازات خطأً فادحاً يؤدي إلى نتائج رياضية غير منطقية؟

    عرض نموذج الإجابة

    لأن مقياس الدرجة المئوية هو مقياس نسبي يسمح بوجود قيم صفرية وسالبة. عند التعويض بقيمة صفر مئوية مثلاً في مقام قانون شارل أو الغاز المشترك (V/TV/T) تصبح النيمة غير معرفة (قسمة على صفر)، وعند التعويض بقيمة سالبة ستنتج حجوم أو ضغوط سالبة وهو أمر مستحيل ونافٍ للواقع الفيزيائي؛ لذا وُجِد مقياس كلفن المطلق الذي يبدأ من الصفر المطلق لضمان صحة التناسب الطردي.

  6. إناء مغلق يحتوي على غاز ضغطه الابتدائي P1P_1 ودرجة حرارته المطلقة T1T_1. إذا سُخّن الإناء وثبت حجمه حتى تضاعفت درجة حرارته المطلقة (T2=2T1T_2 = 2T_1)، أوجد العلاقة التي تحسب الضغط الجديد P2P_2 وماذا يحدث له؟

    عرض نموذج الإجابة

    بما أن الإناء مغلق وثابت الحجم (V1=V2V_1 = V_2)، فإن قانون الغاز المشترك يؤول إلى قانون ضغط-حرارة (قانون غاي-لوساك): P1T1=P2T2\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} بالتعويض عن T2=2T1T_2 = 2T_1: P1T1=P22T1\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{2T_1} باختصار T1T_1 من الطرفين: P2=2P1P_2 = 2P_1 أي أن ضغط الغاز يتضاعف ليصبح ضعف قيمته الأصلية نتيجة التناسب الطردي بين الضغط ودرجة الحرارة المطلقة عند ثبوت الحجم.

الرجوع إلى الدرس

السؤال 1 من 10