[پرسش ۵-۱] [فیزیک] [دهم]
روی قوطیهای افشانه (اسپری)، هشدار داده شده است که از انداختن آن در آتش خودداری کنید. علت این توصیه را براساس فرایند هم حجم توضیح دهید.
پاسخ تشریحی و گام به گام [پرسش ۵-۱] [فیزیک] [دهم]
این هشدار بسیار مهم بر اساس یک اصل ساده فیزیک گازها به نام **قانون گِیلوساک (Gay-Lussac's Law)** و در قالب **فرآیند همحجم (Isochoric Process)** قابل توضیح است.
**تحلیل فرآیند:**
1. **حجم ثابت:** قوطی اسپری یک محفظه فلزی **صلب** است. این یعنی حجم داخلی آن **ثابت** است و تغییر نمیکند. فرآیندی که در حجم ثابت رخ میدهد، **فرآیند همحجم** نام دارد.
2. **قانون گیلوساک:** این قانون میگوید در حجم ثابت، **فشار یک گاز با دمای مطلق آن رابطه مستقیم دارد**.
$\frac{P}{T} = \text{constant} \implies \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$
این یعنی اگر دمای گاز (بر حسب کلوین) دو برابر شود، فشار آن نیز دو برابر میشود.
3. **انداختن در آتش:** وقتی قوطی اسپری در آتش انداخته میشود:
* گرمای آتش به شدت **دمای (T)** گاز پیشران و محتویات داخل قوطی را بالا میبرد.
* طبق قانون گیلوساک، این افزایش شدید دما باعث **افزایش 엄청나게 شدید فشار (P)** گاز در حجم ثابت قوطی میشود.
4. **نتیجه نهایی: انفجار!**
دیواره فلزی قوطی توانایی تحمل فشار تا یک حد مشخصی را دارد. وقتی فشار داخلی به دلیل گرما از این حد فراتر رود، قوطی دیگر نمیتواند آن را مهار کند و مانند یک بمب کوچک **منفجر** میشود. این انفجار میتواند قطعات فلزی داغ را با سرعت زیاد به اطراف پرتاب کند و بسیار خطرناک است.
**خلاصه:**
گرم کردن یک گاز در حجم ثابت (مانند قوطی اسپری)، فشار آن را به شدت افزایش میدهد که این افزایش فشار میتواند منجر به **انفجار** شود.
