يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة

يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة فغالبية الناس تلاحظ هذه الظاهرة وخاصةً في فصل الصيف عندما تسير على الطرقات الحارة والتي تتمثل في زيادة الضغط داخل الإطارات لدرجة أنك تشعر أنها سوف تنفجر وهذا ما يسعى هذا السؤال الموجه إلى الطلاب الإجابة عنه، وفي مقالنا اليوم عبر موقع المرجع سوف نجيب على هذا السؤال الموجه للطلاب ونتعرف أكثر على العلاقة التي تربط بين زيادة ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة بشكل يعزز المعرفة لدى الطلاب حول هذا الموضوع على نحو أفضل.

العلاقة بين زيادة ضغط الهواء  مع ازدياد درجة الحرارة 

عندما تكون درجة الحرارة عالية يأخذ الهواء في إطارات سيارتك حجمًا أكبر  بينما عندما تكون درجة الحرارة باردة يأخذ الهواء حجمًا أقل، وهذا ما يتم حسابه بحسب قانون تشارلز الذي يقول أنه بالنسبة لكتلة ثابتة عند حجم ثابت فإن الضغط يتناسب طرداً مع درجة الحرارة ومن ثم فإن الزيادة في درجة الحرارة ستؤدي إلى زيادة الضغط، وعادة ما يتم ذلك وفق آلية معينة كالتالي:

• من الناحية الجزيئية تصطدم الجزيئات الموجودة في الإطار بجداره مما ينتج عنه قوة وبالتالي ضغط على جدار الإطار.
• تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى زيادة الطاقة الحركية وبالتالي تزيد من سرعة جزيئات الهواء في الإطار.
• وأخيراً تؤدي زيادة سرعة الجزيئات إلى زيادة عدد الاصطدامات بجدار الإطار في الثانية وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة القوة وبالتالي زيادة الضغط على جدار الإطار.

شاهد أيضاً: من هو مخترع الاطارات المنفوخة

يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة

وبعد التعريف الذي ذكرناه سابقاً واكتشاف العلاقة بين زيادة الضغط والحرارة سنتوصل إلى استخلاص الحل لهذا السؤال وهو:

• السؤال: يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة.
• الجواب: ضغط الهواء.

وهذا ما أشار إليه قانون تشارلز الذي يقول أنه بالنسبة لكتلة ثابتة عند حجم ثابت فإن الضغط يتناسب طرداً مع درجة الحرارة وبالتالي يزداد ضغط الغاز في الإطار.

العوامل المؤثرة في زيادة الضغط  مع ازدياد درجة الحرارة

إن هذا الاختلاف الكبير في ضغط الهواء نتيجة الحرارة يمكن أن يتسبب في انفجار الإطارات حيث أنه يمكن أن يؤدي النفخ الزائد للإطار إلى التآكل المبكر والإعاقة للفرملة، وبشكل عام هناك ثلاثة عوامل تلعب دورها لتتسبب في زيادة ضغط الهواء نتيجة الحرارة وهي:

• الجزيئات الساخنة: تتكون جميع المواد من ذرات وجزيئات التي تبدأ بالاهتزاز بشدة عندما تسخن الجزيئات مما يسبب التوسع، وبالتالي نظرًا لوجود جزيئات في الهواء فمن السهل فهم سبب تمدد الإطارات المملوءة بالهواء في حرارة الصيف.
• الاحتكاك: فمن البديهي جداً أنه أثناء قيادتك على الطريق أن تحتك إطاراتك بالإسفلت حيث يولد الاحتكاك قدرًا لا بأس به من الحرارة تجعل إطارات سيارتك أكثر سخونة خلال فصل الصيف.
• بنية الإطار أو المطاط: ترتبط جزيئات المطاط ببعضها البعض في سلاسل طويلة ملتوية تسمى البوليمرات وعندما تهتز البوليمرات فإنها تنكمش بدلاً من أن تتمدد ولذلك الإطارات المطاطية مصنوعة بحيث لا يمكن للبوليمرات أن تلتف على نفسها ومع ذلك كل شيء له نقطة كسر.

شاهد أيضاً: 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 خلال قيادتك وهي التالي:

• حافظ على الاطارات الخاصة بك مضخمة بشكل صحيح حيث تتطلب القيادة الآمنة على الطرق أن تحتوي الإطارات على قدر معين من ضغط الهواء.
• قم بقياس ضغط الهواء قبل أن تبدأ القيادة وتحقق من منه كل ساعتين أثناء القيادة أو كل ما قطعت مسافة كبيرة أو في حال الشك بحدوث تضخم.
• لا تقلل من حجم الهواء في الإطار أقل من اللازم فهذا يعني أنك تخاطر بالقيادة على إطارات غير منفوخة.
• في حال ارتفعت حرارة الإطارات كثيراً فإن أفضل ما يمكنك فعله هو الانتظار حتى تبرد الإطارات.
• الإطارات الضعيفة أكثر عرضة للانفجار ولذلك يفضل شراء إطارات صيفية مصممة 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 ضمن حدود السرعة فكلما أبطأت كلما قل الاحتكاك وبالتالي ستكون الحرارة أقل.

وبهذا القدر نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان يزداد ضغط الهواء داخل إطار السيارة مع ازدياد درجة الحرارة حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة والذي أجبنا من خلاله على أحد الأسئلة الموجه للطلاب في واجباتهم المدرسية كما تعرفنا أكثر على العلاقة بين زيادة ضغط الهواء والحرارة والعوامل المؤثرة فيها والإجراءات الكفيلة بحماية الإطارات من الانفجار.