مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد ضغط الهواء في إطار السيارة أيضًا، ويتجلى ذلك من خلال زيادة ملحوظة في الضغط في الإطار، خاصة في فصل الصيف عند القيادة على الطرق الساخنة، فإنها ستنفجر، وهذا ما يوجهه هذا السؤال إلى يحاول الطلاب الإجابة، وفي مقالتنا اليوم من خلال الصفحة ترينداتية سنجيب على هذا السؤال الموجه للطلاب ونتعرف أكثر على العلاقة بين زيادة ضغط الهواء داخل إطارات السيارة وزيادة درجة الحرارة بشرح طريقة يوسع معرفة الطلاب حول هذا الموضوع بشكل أفضل.
جدول المحتويات
العلاقة بين زيادة ضغط الهواء وزيادة درجة الحرارة
عندما تكون درجة الحرارة عالية، يأخذ الهواء في إطارات سيارتك حجمًا أكبر، بينما عندما تكون درجة الحرارة باردة، يأخذ الهواء حجمًا أصغر ويتم حساب ذلك باستخدام قانون تشارلز الذي ينص على أنه بالنسبة للكتلة الثابتة عند في ثابت الحجم، والضغط يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة، وبالتالي فإن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى زيادة الضغط، وهذا يحدث عادةً بواسطة آلية ما، على النحو التالي
- جزيئيًا، تصطدم الجزيئات الموجودة في الإطار بجدار الإطار، مما يخلق قوة وبالتالي ضغطًا على جدار الإطار الجانبي.
- تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى زيادة الطاقة الحركية وبالتالي سرعة جزيئات الهواء في الإطار.
- أخيرًا، تؤدي زيادة سرعة الجزيئات إلى زيادة عدد التصادمات مع الجدار الجانبي للإطار في الثانية، مما يؤدي بدوره إلى زيادة القوة وبالتالي زيادة الضغط على جدار الإطار الجانبي.
من هو مخترع الإطار المنفوخ
يزداد ضغط الهواء في الإطار مع زيادة درجة الحرارة، ابحث عن المتغير المستقل في العلاقة السابقة
وبعد التعريف الذي ذكرناه سابقًا واكتشاف العلاقة بين ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة، سنستخرج الحل لهذا السؤال وهو
- سؤال يزداد ضغط الهواء في إطارات السيارات مع زيادة درجة الحرارة. حدد المتغير المستقل في العلاقة السابقة.
- الجواب ضغط الهواء.
يتم إعطاء هذا من خلال 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.
العوامل المؤثرة في زيادة الضغط مع زيادة درجة الحرارة
يمكن أن يتسبب هذا الاختلاف الكبير في ضغط الهواء نتيجة للحرارة في انفجار الإطار، حيث يمكن أن يتسبب التضخم المفرط في التآكل المبكر ويؤثر على الفرامل، وعمومًا هناك ثلاثة عوامل تلعب دورًا في زيادة ضغط الإطارات بسبب الحرارة، وهي
- الجزيئات الساخنة تتكون جميع المواد من ذرات وجزيئات تبدأ بالاهتزاز مع ارتفاع درجة حرارة الجزيئات وتمددها. لذلك، نظرًا لوجود جزيئات في الهواء، فمن السهل فهم سبب تمدد الإطارات المملوءة بالهواء في حرارة الصيف.
- الاحتكاك من الواضح جدًا أن إطارات سيارتك ستحتك بالإسفلت أثناء القيادة على الطريق، حيث يولد الاحتكاك قدرًا كبيرًا من الحرارة التي تجعل إطارات سيارتك أكثر سخونة في الصيف.
- هيكل الإطارات أو المطاط ترتبط جزيئات المطاط ببعضها البعض في سلاسل طويلة ملتوية تسمى البوليمرات. عندما تهتز البوليمرات، فإنها تنكمش بدلاً من أن تتمدد. لهذا السبب يتم تصنيع الإطارات المطاطية بشرح طريقة لا يمكن للبوليمرات أن تلتف، ولكن كل شيء له نقطة كسر محددة مسبقًا.
أي مما يلي يقلل الاحتكاك
الإجراءات التي يجب اتباعها لتجنب انفجار الإطارات بسبب الحرارة
بشكل عام، لا يوجد شيء يمكنك القيام به حيال الحرارة، ولكن هناك خطوات يمكنك اتخاذها لمنع انفجار الإطارات أثناء القيادة، وهي تشمل ما يلي
- احتفظ بإطاراتك منفوخة بشكل صحيح لأن القيادة بأمان على الطريق تتطلب نفخ إطاراتك بشكل صحيح.
- تحقق من ضغط الهواء قبل الركوب، وقم بفحصه كل ساعتين أثناء القيادة أو عند السفر لمسافة طويلة، أو إذا كان هناك شك في حدوث تضخم.
- لا تقلل حجم الهواء في الإطار بأقل من اللازم، وإلا فإنك تخاطر بالقيادة بسيارة غير منتفخة.
- إذا ارتفعت درجة حرارة الإطارات، فمن الأفضل الانتظار حتى تبرد الإطارات.
- الإطارات الضعيفة أكثر عرضة للانفجار، لذلك من الأفضل شراء الإطارات الصيفية المصممة للتعامل بشكل أفضل مع درجات الحرارة العالية.
- يمكن أن تمنع معالجة إطاراتك بمنتج أساسه الشمع من الجفاف وتقليل فرصة انفجارها.
- التزم بحد السرعة، فكلما أبطأ، قل الاحتكاك والحرارة الأقل.
بهذا نصل إلى نهاية مقالنا بعنوان “ضغط الهواء في إطارات السيارات يزداد مع زيادة درجة الحرارة”. ابحث عن المتغير المستقل في السياق السابق، والذي استخدمناه للإجابة على أحد الأسئلة التي تطرح على الطلاب في واجباتهم المدرسية. كما تعلم المزيد عن السياق بين زيادة ضغط الهواء ودرجة الحرارة والعوامل التي تؤثر عليهما، وتدابير حماية الإطارات من الانفجار.