قانون شارل

العالم جاك شارل هو واحد من العلماء الأوروبيين، وتحديدا الفرنسيين، حيث عاش في الفترة ما بين ألف وسبعمئة وستة وأربعين ميلادية، وألف وثمانمئة وثلاثة وعشرين ميلادية. وقد انتخب في العام ألف وسبعمئة وخمسة وتسعين ميلادية عضوا في أكاديمية العلوم الفرنسية.

اهتم جاك شارل كثيرا بالغازات، حيث يعتبر أول من استعمل غاز الهيدروجين لملء المناطيد والتي اقترن اسمه بها، وقد كان ذلك في العام ألف وسبعمئة وثلاثة وثمانين ميلادية، كما استطاع أيضا التوصل إلى القانون الذي يربط ما بين الغازات وعاملي: الضغط، والحرارة، وكان ذلك في العام ألف وسبعمئة وسبعة وثمانين ميلادية، وهو القانون المعروف بقانون شارل، والذي تمت صياغته لاحقا من قبل لويس جوزيف غي لوساك الفيزيائي، والكيميائي الفرنسي في العام ألف وثمانمئة واثنين ميلادية. وفيما يلي توضيح لهذا القانون الهام.

يعتبر قانون شارل واحدا من أهم القوانين العلمية المتعلقة بالغازات، حيث استطاع هذا القانون كما أسلفنا سابقا أن يعطي العلاقة ما بين الغازات والضغط والحرارة؛ فوفقا للقانون فإنه عند ثبات الضغط يتغير حجم عينة من الغاز المثالي زيادة أو نقصانا؛ وفقا للتغير الحاصل في درجة حرارة هذه العينة مقيسة بالكلفن زيادة أو نقصانا، وهذا يعني أن حجم هذه العينة يتناسب بشكل طردي مع درجة الحرارة إذا ما كانت تحت ضغط ثابت، هذا ويعبر عن قانون شارل رياضيا من خلال العلاقة (ثابت= حجم الغاز / درجة الحرارة المطلقة (كلفن)).

من التجارب المتبعة في دراسة هذا القانون أن يتم وضع ماء بحرارة منخفضة في إناء، ومن ثم وضع بالون ممتلئ بالغاز في الماء البارد، عندها سيلاحظ الانكماش في البالون، وهذا يفسر وفقا لقانون شارل بأن حجم الغاز الذي يملأ البالون يقل؛ نتيجة لتقارب جزيئاته عند انخفاض درجة حرارة الغاز، كما ويلاحظ أيضا أنه عند إبعاد البالون عن الماء البارد يعود إلى حالته الأصلية، بسبب عودة درجة الحرارة إلى الوضع الطبيعي.

بعد أن ظهر قانون شارل وانتشر في الأوساط العلمية، استطاع اللورد كلفن في العام ألف وثمانمئة وثمانية وأربعين ميلادية أن يقترح مقياسا لدرجة الحرارة المطلقة، حيث يمتاز هذا المقياس بأن درجة الصفر المطلق تساوي تقريبا مئتين وثلاث وسبعين درجة مئوية، ومن هنا فإنه ينبغي الأخذ بعين الاعتبار أنه وعند التعامل مع القانون السابق فإنه ينبغي تحويل الدرجة المئوية إلى المطلقة عن طريق إضافة مئتين وثلاثة وسبعين إلى الدرجة المئوية، وتيمنا بالعالم كلفن الذي استطاع أن يقترح هذه العلاقة، فقد سميت الوحدة التي تقاس بها الحرارة المطلقة بوحدة الكلفن.