سيزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع زيادة درجة الحرارة يلاحظ غالبية الناس هذه الظاهرة خاصة في فصل الصيف عند القيادة على طرق حارة والتي تتمثل في زيادة الضغط داخل الإطارات لدرجة أنك تشعر بأنها ستنفجر ، وهذا ما يوجهه هذا السؤال للطلاب ويسعى إليه. الجواب ، وفي مقالتنا اليوم عبر موقعنا سنجيب على هذا السؤال الموجه إلى الطلاب ونتعرف أكثر على العلاقة بين زيادة ضغط الهواء داخل إطار السيارة وزيادة درجة الحرارة بشكل يعزز معرفة الطلاب بهذا الموضوع بشكل أفضل.
العلاقة بين زيادة ضغط الهواء مع ازدياد درجة الحرارة
عندما تكون درجة الحرارة عالية ، فإن الهواء في إطارات سيارتك يأخذ حجمًا أكبر ، بينما عندما تكون درجة الحرارة باردة ، يأخذ الهواء حجمًا أصغر ، ويتم حساب ذلك وفقًا لقانون تشارلز ، الذي ينص على أنه بالنسبة للكتلة الثابتة عند حجم ثابت ، الضغط يتناسب عكسياً مع درجة الحرارة ، وبالتالي فإن زيادة درجة الحرارة ستؤدي إلى زيادة الضغط ، وعادة يتم ذلك وفق آلية معينة على النحو التالي:
- من وجهة النظر الجزيئية ، تصطدم الجزيئات الموجودة في الإطار بجدارها ، مما ينتج عنه قوة وبالتالي ضغطًا على جدار الإطار.
- تؤدي الزيادة في 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.
أنظر أيضا: من هو مخترع الإطارات القابلة للنفخ؟
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 والحرارة ، سنصل إلى استخلاص حل هذا السؤال وهو:
- السؤال: هل سيزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع زيادة درجة الحرارة ، حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة.
- الجواب: ضغط الهواء.
هذا ما أشار إليه قانون تشارلز ، والذي ينص على أنه بالنسبة لكتلة ثابتة بحجم ثابت ، يتناسب الضغط عكسًا مع درجة الحرارة ، وبالتالي سيزداد ضغط الغاز في الإطار.
العوامل المؤثرة في زيادة الضغط مع ازدياد درجة الحرارة
هذا الاختلاف الكبير في ضغط الهواء نتيجة الحرارة يمكن أن يتسبب في انفجار الإطارات حيث أن النفخ المفرط للإطار يمكن أن يؤدي إلى تآكل مبكر وعرقلة للفرملة ، وبشكل عام هناك ثلاثة عوامل تلعب دورًا في التسبب في ضغط الهواء لتزداد نتيجة للحرارة وهي:
- الجسيمات الساخنة: تتكون جميع المواد من جزيئات وجزيئات تبدأ بالاهتزاز بعنف عندما تسخن الجسيمات مسببة التمدد ، لذلك نظرًا لوجود جزيئات في الهواء ، فمن السهل فهم سبب تمدد الإطارات المملوءة بالهواء في حرارة الصيف.
- احتكاك: من الواضح جدًا أنه أثناء القيادة على الطريق تكون إطاراتك تحتك مع الأسفلت حيث يولد الاحتكاك قدرًا لا بأس به من الحرارة مما يجعل إطارات سيارتك أكثر سخونة خلال فصل الصيف.
- هيكل الإطار أو المطاط: ترتبط جزيئات المطاط ببعضها البعض في سلاسل طويلة ملتوية تسمى البوليمرات وعندما تهتز البوليمرات فإنها تتقلص بدلاً من التمدد وبالتالي يتم تصنيع الإطارات المطاطية بحيث لا يمكن للبوليمرات الالتواء على نفسها ومع ذلك كل شيء به نقطة كسر.
أنظر أيضا: أي مما يلي يقلل الاحتكاك؟
الإجراءات التي يجب اتباعها لمنع انفجار الإطارات المرتبط بالحرارة
بشكل عام ، لا يمكنك فعل أي شيء حيال الحرارة ، ولكن هناك خطوات يمكنك اتخاذها لتجنب انفجار الإطارات أثناء القيادة ، وهي كالتالي:
- 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 أو كلما سافرت لمسافة طويلة أو إذا كنت تشك في حدوث تضخم.
- لا تقلل حجم الهواء في الإطار بأقل من اللازم ، فهذا يعني أنك تخاطر بالقيادة على إطارات غير منتفخة.
- إذا ارتفعت درجة حرارة الإطارات بشدة ، فإن أفضل ما يمكنك فعله هو الانتظار حتى تبرد الإطارات.
- الإطارات الضعيفة أكثر عرضة للانفجار ، لذلك يفضل 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 فرصة حدوث انفجار.
- ابق في حدود السرعة ، فكلما أبطأت ، قل الاحتكاك وبالتالي ستكون الحرارة أقل.
وبهذا نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان سيزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع زيادة درجة الحرارة حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة ومن خلالها أجبنا على أحد الأسئلة الموجهة للطلاب في واجباتهم المدرسية ، كما تعلمنا المزيد عن العلاقة بين زيادة ضغط الهواء والحرارة والعوامل المؤثرة عليهما وإجراءات حماية الإطارات من الانفجار.