يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة، عند القيادة على طرق حارة وهي زيادة الضغط داخل الإطارات لدرجة أنك تشعر بأنها ستنفجر وهذا ما يسعى هذا السؤال الموجه للطلاب للإجابة عليه، وفي مقالتنا اليوم سنجيب على هذا السؤال الموجه للطلاب ونتعرف أكثر على العلاقة بين زيادة ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع زيادة درجة الحرارة بشكل يعزز معرفة الطلاب بهذا الموضوع بشكل أفضل.
ما هي العلاقة بين زيادة ضغط الهواء وزيادة درجة الحرارة
عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة، يأخذ الهواء في إطارات سيارتك حجمًا أكبر، بينما عندما تكون درجة الحرارة باردة، يأخذ الهواء حجمًا أقل، ويتم حساب ذلك وفقًا لقانون تشارلز، الذي ينص على أنه بالنسبة للكتلة الثابتة بحجم ثابت فالضغط يتناسب طردياً مع درجة الحرارة فتؤدي درجة الحرارة إلى زيادة الضغط، وعادة ما يتم ذلك وفق آلية محددة على النحو التالي
- من الناحية الجزيئية، تصطدم الجزيئات الموجودة في الإطار بجدار الإطار، مما يؤدي إلى القوة والضغط على جدار الإطار.
- تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى زيادة الطاقة الحركية وبالتالي زيادة سرعة جزيئات الهواء في الإطار.
- أخيرًا، تؤدي زيادة سرعة الجزيئات إلى زيادة عدد الاصطدامات بجدار الإطار في الثانية، مما يؤدي بدوره إلى زيادة القوة وبالتالي زيادة الضغط على جدار الإطار.
يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة
بعد التعريف الذي ذكرناه سابقًا واكتشاف العلاقة بين زيادة الضغط ودرجة الحرارة، سنصل إلى حل لهذا السؤال وهو
- سؤال يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع زيادة درجة الحرارة. حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة.
- الجواب ضغط الهواء.
وهذا ما يشير إليه قانون تشارلز، الذي ينص على أنه بالنسبة للكتلة الثابتة عند حجم ثابت، فإن الضغط يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة، وبالتالي يزداد ضغط الغاز في الإطار.
ما هي العوامل المؤثرة في زيادة الضغط مع زيادة درجة الحرارة
هذا الاختلاف الكبير في ضغط الهواء نتيجة للحرارة يمكن أن يتسبب في انفجار الإطارات، حيث أن النفخ المفرط للإطار يمكن أن يؤدي إلى التآكل المبكر وإعاقة الفرامل، وبشكل عام، هناك ثلاثة عوامل تلعب دورًا في إحداث زيادة في الهواء الضغط نتيجة الحرارة وهي
- الجزيئات الساخنة تتكون جميع المواد من ذرات وجزيئات تبدأ بالاهتزاز بشدة عندما تسخن الجزيئات مسببة التمدد، لذلك نظرًا لوجود جزيئات في الهواء، فمن السهل فهم سبب تمدد الإطارات المملوءة بالهواء في حرارة الصيف.
- الاحتكاك من الواضح جدًا أنه أثناء القيادة على الطريق، تحتك إطاراتك بالإسفلت لأن الاحتكاك يولد قدرًا لا بأس به من الحرارة التي تجعل إطارات سيارتك أكثر سخونة خلال فصل الصيف.
- هيكل الإطارات أو المطاط ترتبط جزيئات المطاط ببعضها البعض في سلاسل طويلة ملتوية تسمى البوليمرات. عندما تهتز البوليمرات، فإنها تتقلص بدلاً من التمدد. لذلك، يتم تصنيع الإطارات المطاطية بحيث لا تلتف البوليمرات على نفسها، ولكن كل شيء به نقطة كسر.
الاحتياطات الواجب اتخاذها لمنع انفجار الإطارات المرتبط بالحرارة
بشكل عام، لا يمكنك فعل أي شيء بشأن الحرارة، ولكن هناك خطوات يمكنك اتخاذها لتجنب الإطارات المنفوخة أثناء القيادة
- احتفظ بإطاراتك منفوخة بشكل صحيح لأن القيادة الآمنة على الطريق تتطلب أن يكون للإطارات قدرًا معينًا من ضغط الهواء.
- قم بقياس ضغط الهواء قبل أن تبدأ القيادة وقم بفحصه كل ساعتين أثناء القيادة، كلما قطعت مسافة طويلة، أو إذا كنت تشك في حدوث تضخم.
- لا تقلل حجم الهواء في الإطار بدرجة منخفضة للغاية، لأن هذا يعني أنك تخاطر بالقيادة على إطارات غير منفوخة.
- إذا ارتفعت درجة حرارة الإطارات بشدة، فإن أفضل ما يمكنك فعله هو انتظار تبريد الإطارات.
- الإطارات الضعيفة أكثر عرضة للانفجار، لذلك من الأفضل شراء الإطارات الصيفية المصممة للتعامل بشكل أفضل في درجات الحرارة المرتفعة.
- يمكن أن تمنع معالجة إطاراتك بمنتج يعتمد على الشمع من الجفاف وهذا من شأنه أن يقلل من احتمالية حدوث انفجار.
- ابق في حدود السرعة. كلما أبطأ، قل الاحتكاك وبالتالي قلت الحرارة.