আদর্শ গ্যাস সংক্রান্ত
গ্যাস
সাধারণ তাপমাত্রা ও চাপে যেসব পদার্থ বায়বীয় অবস্থায় থাকে তাদেরকে গ্যাস বলে। বর্তমান প্রচলিত মত অনুসারে, সংকট তাপমাত্রা উপরে কোন পদার্থের বায়বীয় অবস্থান নাম গ্যাস।যেমন: হাইড্রোজেন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন ইত্যাদি গ্যাস। গ্যাসের ক্ষেত্রে তিনটি চলরাশি চাপ,তাপমাত্রা ও আয়তন এর উপর নির্ভর করে বলে এগুলোকে গ্যাসের অবস্থার উপাদান বলা হয়।
গ্যাসীয় সূত্র
গ্যাসীয় সূত্র তিনটি যথা:
1. বয়েলের সূত্র
2. চার্লসের সূত্র
3. চাপের সূত্র
আদর্শ গ্যাস
যে সকল গ্যাস সকল তাপমাত্রা ও চাপে বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে তাদেরকে আদর্শ গ্যাস বলে। আদর্শ গ্যাস একটি কাল্পনিক ধারণা মাত্র। এরকম কোন গ্যাসের অস্তিত্ব বাস্তবে নেই। আদর্শ গ্যাসের গতিতত্ত্বের মৌলিক স্বীকার্য সমূহ এবং সকল তাপমাত্রা ও চাপে বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে। বাস্তব গ্যাস সমূহ এদের কোনোটিই মেনে চলে না। নিম্নচাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায় কোন বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে।
আদর্শ গ্যাসের স্থিতিশক্তি = 0
অনাদর্শ গ্যাস
যে সকল গ্যাস তাপমাত্রা ও চাপে বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে না তাদেরকে অনাদর্শ গ্যাস বলে।
আদর্শ গ্যাসের বৈশিষ্ট্য সমূহ
1.সকল তাপমাত্রা ও চাপে PV = nRT সমীকরণ মেনে চলে।
2.স্থির তাপমাত্রায় আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তির আয়তনের উপর নির্ভরশীল নয় অর্থাৎ(du/dv)=0
3.কনাগুলো স্থিতিস্থাপক। সংঘর্ষে কোন আকর্ষণ- বিকর্ষণ বল নেই। কনাগুলোর গতিশক্তি সমান ও ধ্রুব ।
4.আদর্শ গ্যাসের অনুসমূহের মোট গ্যাস দ্বারা দখলকৃত আয়তনের তুলনায় নগণ্য।
বয়েলের সূত্র
তাপমাত্রা স্থির থাকলে কোন নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন তার চাপের ব্যস্তানুপাতিক। 1662 খ্রিস্টাব্দে বিজ্ঞানী রবার্ট বয়েল এই সূত্র আবিষ্কার করেন। নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন ও চাপের চিত্র আয়তাকার অধিবৃত্ত।
চার্লসের সূত্র
স্থির চাপে কোন নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন 0 degree Celcious থেকে প্রতি ডিগ্রী সেলসিয়াস তাপমাত্রা পরিবর্তনের জন্য এর 0 degree Celcious ড তাপমাত্রা আয়তনের নির্দিষ্ট ভগ্নাংশ 1/273 অংশ পরিবর্তিত হয়। ১৭৮৭ খ্রিস্টাব্দে চার্লস এ সূএ আবিষ্কার করেন। স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন এর পরম বা কেলভিন তাপমাত্রা সমানুপাতিক।
পরম শূন্য তাপমাত্রা
চার্লসের সূত্র অনুসারে স্থির চাপে যে তাপমাত্রা যে কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয় সেই তাপমাত্রাকে(-273 degree Celcious) পরম শূন্য তাপমাত্রা বা সর্বনিম্ন তাপমাত্রা বা চরম তাপমাত্রা বলে। -273 degree Celcious তাপমাত্রা বা O K বা -159.4 F তাপমাত্রাকে বলে পরম শূন্য তাপমাত্রা। এই তাপমাত্রায গ্যাসের আয়তন ও গতিশক্তি শূন্য হয়। পরম শূন্য তাপমাত্রায় গ্যাসের গতিশক্তি থাকে না।অর্থাৎ স্থির থাকে।
তাপমাত্রার পরম স্কেল
পরম শূন্য তাপমাত্রাকে অর্থাৎ -273 degree Celcious তাপমাত্রাকে শূন্য ধরে প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার ব্যবধান এক ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড সমান ধরে তাপমাত্রার যে স্কেল উদ্ভাবন করা হয়েছে তাকে তাপমাত্রার পরম স্কেল বলা হয়।
রেনোর চাপের সূত্র
স্থির আয়তনে কোন নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের চাপ এর পরম তাপমাত্রা সমানুপাতিক।অর্থাৎ P©T, যখন V = ধ্রুবক। 1842 সালে বিজ্ঞানী রেনো এই সূত্র আবিষ্কার করেন।
স্থির আয়তনে চাপ ও তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক নির্দেশ করে।
অ্যাভোগেড্রো সূত্র
একই তাপমাত্রা ও চাপে সমআয়তনের সকল গ্যাসে সমানসংখ্যক অনু থাকে।
গ্রাহামের ব্যাপন সূত্র
সামান তাপমাত্রা ও চাপে কোন পদার্থের অতি সূক্ষ্ম ছিদ্রের ভেতর দিয়ে যে কোন গ্যাসের ব্যাপন হার তার ঘনত্বের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।
ডাল্টনের আংশিক চাপ সূত্র
কোন আঁধারে দুই বা ততোধিক গ্যাসের মিলিত চাপ একই তাপমাত্রায় ওই আধারে গ্যাস গুলোর পৃথক পৃথক চাপের সমষ্টির সমান।
প্রমাণ তাপমাত্রা
যে তাপমাত্রায় ও প্রমাণ চাপে বরফ গলে পানিতে বা পানি জমে বরফে পরিণত হয় সে তাপমাত্রাকে প্রমাণ তাপমাত্রা বলে। সেলসিয়াস স্কেলে 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস ও কেলভিন স্কেলে 273 কেলভিন এবং ফারেনহাইট স্কেলে 212 ফারেনহাইট।
1736 খ্রিস্টাব্দে বিজ্ঞানী বানোলি সর্বপ্রথম গ্যাসের গতিতত্ত্ব ব্যাখ্যা করেন। তাই বর্ণালীকে গ্যাসের গতিতত্ত্বের জনক বলে। পরবর্তীতে ক্লাসিয়াস, ভিন প্রমুখ বিজ্ঞানী গ্যাসের গতিতত্ত্বের উন্নতি সাধন করেন।
ব্রাউনীয় গতির বৈশিষ্ট্য:
ব্রাউনীয় গতির আবিষ্কারক আলবার্ট আইনস্টাইন।
1. এই গতি স্বতঃস্ফূর্ত ও শাশ্বত। এই গতি কখনো বন্ধ হয় না।
2.এই গতি অবিরাম ও সম্পূর্ণ অনিয়মিত দুটি গতি কখনোই একই প্রকার হয় না।
3.কণাগুলো রাসায়নিক প্রকৃতি অর্থাৎ গঠনের ওপর এবং পাএের কম্পনের অর্থাৎ নড়াচড়ার ওপরেই নির্ভর করে না।
4.কণাগুলোর আকারের ওপর গতি নির্ভর করে।
কণাগুলো যত ছোট হয় চচ্ঞল্যতা তত বৃদ্ধি পায়।
5. তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে কনার গতি বৃদ্ধি পায়। একই তাপমাত্রায় একই আকারের বিভিন্ন কনার গতি সমমাত্রায় থাকে।
6. মাধ্যমের সান্দ্রতার উপর এই গতি নির্ভর করে। মাধ্যমের সান্দ্রতা যত কম হবে কনার গতি তত বৃদ্ধি পায়।
ক্রান্তি চাপ
ক্রান্তি তাপমাত্রায় যে চাপ প্রয়োগ করলে কোন গ্যাসকে তরলে পরিণত করা যায় তাকে ক্লান্তির ছাপ বলে।
ক্রান্তি তাপমাত্রা
সর্বোচ্চ যে তাপমাত্রায় থাকলে একটি গ্যাসীয় শুধু তাপ প্রয়োগ করে তরলে পরিণত করা যায় তাকে ক্রান্তি তাপমাত্রা বলে। অ্যামোনিয়ার সংকট তাপমাত্রা 605 কেলভিন ও পানি সংকট তাপমাত্রা 647 কেলভিন।
ক্রান্তি আয়তন
ক্রান্তি তাপমাত্রা ও ক্রান্তি চাপে 1 গ্রাম ভরের কোন গ্যাসের আয়তন কে ওই গ্যাসের ক্রান্তি আয়তন বলে।
★ পানিতে ভাসমান একটি কাঠের টুকরার কোন ব্রাউনীয় গতি থাকে না কেন?
কাঠের টুকরা যথেষ্ট বড়। তাই বিভিন্ন দিক থেকে পানির অণুগুলো একযোগে টুকরাটি উপর সমভাবে বলপ্রয়োগ করে এবং ওই বলসমূহের লব্ধি শূন্য হয়। তাই কাঠের টুকরো থাকে এবং তার কোনো ব্রাউনীয় গতি হয়না।
★ লসমিডের সংখ্যা কাকে বলে?
স্বাভাবিক তাপমাত্রা ও চাপে কোন গ্যাসের একক আয়তনের যতসংখ্যক অনুপস্থিত থাকে সেই সংখ্যাকে লসমিডের সংখ্যা বলে।
লসমিডের সংখ্যা = n/v
গড় মুক্ত পথ সংক্রান্ত
গড় বেগ
গ্যাসের অনুগুলির বেগ এর গাণিতিক গড় কে তাদের গড় বেগ বলে।একে c ber. দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
গড় বর্গবেগ
কোন গ্যাসের সকল অণুর বেগর বর্গের গড়কে গড় বর্গবেগ বলে।
গড় মুক্ত পথ
গড় মুক্ত পথ পরপর ধাক্কাগুলোর ভিতর একটি অনু যে দূরত্ব অতিক্রম করে তাকে গড় মুক্ত পথ বলে। গড় মুক্ত পথ তাপমাত্রা সমানুপাতিক চাপ ও ঘনত্বের ব্যস্তানুপাতিক এবং অনুর ব্যাসের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। বিজ্ঞানী ক্লাসিয়াস গড় মুক্ত পথ এর রাশিমালা বের করেন। একে ল্যামডা দ্বারা প্রকাশ করা হয়। স্বাভাবিক চাপে ও কক্ষ তাপমাত্রায় গ্যাসের অনুগুলির মধ্যে প্রতি সেকেন্ডে সংঘর্ষের সংখ্যা প্রায় ১০^9.
স্বাধীনতার মাত্রা
কোন গতিশীল সিস্টেমের অবস্থান সম্পূর্ণভাবে বোঝাতে যে সংখ্যাক স্বাধীন রাশির প্রয়োজন হয় তাকে বা গতিশীল সিস্টেমের মোট গতিশক্তির রাশিমালায় যে কয়টি স্বাধীন বর্গ রাশি পাওয়া যায় সেই সংখ্যায় স্বাধীন মাত্রা স্বাধীনতার মাত্রা।
এক পারমানবিক গ্যাসের অণুর স্বাধীনতার মাত্রা -3
দ্বিপারমানবিক গ্যাসের অণুর স্বাধীনতার মাত্রা -5
আবর্তনরত কণার স্বাধীনতার মাত্রা-5
আদর্শ গ্যাসের প্রতিটি অনুর্বর স্বাধীনতার মাত্রা -3
রৈখিক গতি স্বাধীনতার মাত্রা-3
সম্পৃক্ত ও অসম্পৃক্ত বাষ্প চাপ সংক্রান্ত
সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ
কোন নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোন আবদ্ধ স্থানের বাষ্প চাপ সর্বাধিক যে চাপ প্রয়োগ করে তাকে সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ বলে।
সম্পৃক্ত বাষ্প:
কোন নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোন আবদ্ধ অবস্থানে যে পরিমাণ বাষ্প ধারণ করতে পারে, সে পরিমাণ বাষ্প সেখানে থাকলে ওই বাষ্পকে সম্পৃক্ত বাষ্প বলে।
1. এটি একটি অবস্থানে তৈরি করা যায়।
2.যদি কোন আবদ্ধ স্থানে তরল পদার্থের সংস্পর্শে কিছু বাষ্প থাকে তবে বুঝতে হবে যে বাসটি সম্পৃক্ত বাষ্প।
3. সম্পৃক্ত বাষ্প বয়েল ও চার্লসের সূত্র মানে না।
4. সম্পৃক্ত বাষ্পের সংস্পর্শে যথেষ্ট তরল পদার্থ না থাকলে স্থির তাপমাত্রায় গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি করলে, তরল পদার্থ বাষ্পভূত হওয়ার পর ঐ স্থানের বাষ্প অসম্পৃক্ত হবে।
5. তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সম্পৃক্ত বাষ্পকে অসম্পৃক্ত বাষ্প পরিণত করা যায়।
অসম্পৃক্ত বাষ্প চাপ :
কোন নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোন আবদ্ধ স্থানের বাষ্প সর্বনিম্ন যে চাপ প্রয়োগ করে তাকে অসম্পৃক্ত বাষ্প চাপ বলে।
অসম্পৃক্ত বাষ্প :
একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোন স্থানের বাষ্পের পরিমাণ যদি এমন হয় যে তা আরও অতিরিক্ত বাষ্প ধারণ করতে পারে তবে ওই বাষ্পকে অসম্পৃক্ত বাষ্প বলে। এই চাপ সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ এর চেয়ে কম হয়।
1. এটি আবদ্ধ খোলা স্থানে স্থানে তৈরি করা যায়।
2. কোন আবদ্ধ স্থানে যদি কিছু বাষ্প থাকে কিন্তু কোন তরল পদার্থ না থাকে তবে ওই অসম্পৃক্ত বা সদ্য সম্পৃক্ত হতে পারে। এই স্থানের আয়তন সামান্য কমালে কিছু যদি কিছু বাষ্প তরলে পরিণত হয় তবে ওই বাষ্প সদ্য সম্পৃক্ত - অন্যথায় অসম্পৃক্ত।
3.অসম্পৃক্ত বাষ্প বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে।
4.একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ অসম্পৃক্ত বাষ্পের তাপমাত্রা স্থির রেখে তার আয়তন ক্রমাগত কমাতে থাকলে একসময় ঐ স্থানের বাষ্প সম্পৃক্ত হবে।
5. তাপমাত্রা কমিয়ে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ অসম্পৃক্ত বাষ্প কে সম্পৃক্ত বাষ্পে পরিণত করা যায়।
6. তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ বৃদ্ধি পায়, কিন্তু সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ আয়তন এর উপর নির্ভর করে না।
7.তরলের প্রকৃতির ওপর সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ নির্ভর করে। বিভিন্ন তরলের জন্য সম্পৃক্ত বাষ্প চাপ ভিন্ন ভিন্ন হয়।
★ বর্ষার দিন অপেক্ষা শীতকালে ভেজা কাপড় তাড়াতাড়ি শুকায় কেন?
বর্ষার দিনে বায়ুমণ্ডল জলীয়বাষ্প দ্বারা সম্পৃক্ত থাকে ফলে বাতাস অধিক পরিমাণে জলীয় বাষ্প ধারণ করতে পারে না। শীতকালে বাতাসের শুকনা থাকে। শুকনো বাতাস জলীয় বাষ্পহীন। এই বাতাস ভেজা কাপড় থেকে দ্রুত জলীয়বাষ্প শোষণ করে নিয়ে সম্পৃক্ত হতে চায় ফলে শীতের দিনে ভেজা কাপড় তাড়াতাড়ি শুকায়।
আদ্রতা ও শিশিরাঙ্ক সংক্রান্ত
শিশিরাঙ্ক:
যে তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট আয়তনের বায়ু তার ভেতরের জলীয়বাষ্প দ্বারা সম্পৃক্ত হয় তাকে সেই বায়ুর শিশিরাঙ্ক বলে।
পরম আদ্রতা :
কোন সময় কোন স্থানের একক আয়তনের বায়ুতে যে পরিমাণ জলীয়বাষ্প থাকে তাকে ওই বায়ুর পরম আদ্রতা বলে।
আপেক্ষিক আদ্রতা
কোন নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট স্থানের বায়ুতে যে পরিমাণ জলীয়বাষ্প থাকে ওই তাপমাত্রায় ওই আয়তনের বায়ুকে সম্পৃক্ত করতে যে পরিমাণ জলীয়বাষ্প প্রয়োজন হয় তাদের অনুপাত কে আপেক্ষিক আদ্রতা বলে।
আপেক্ষিক আদ্রতা নির্ণয় এর গুরুত্ব সমূহ
1. কোন কোন রোগের জীবাণু শুষ্ক আবহাওয়ায় এবং কোন কোন রোগের জীবাণু আর্দ্র আবহাওয়ায় বংশবৃদ্ধি করে। এই কারণে জনস্বাস্থ্য বিভাগ আপেক্ষিক আদ্রতার হিসাব রাখে এবং কোন রোগের প্রাদুর্ভাব দেখা দিলে তা বেতার ও সংবাদপত্রের মাধ্যমে তা ঘোষণা করে।
2. আবার বৈদ্যুতিক ইলেকট্রনিক্স যন্ত্রপাতি স্টরে ও কারখানায় একটি নির্দিষ্ট আপেক্ষিক আদ্রতার প্রয়োজন হয় এই কারণে এসব ক্ষেত্রে বায়ুর আপেক্ষিক আদ্রতা একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে রাখা বিশেষভাবে প্রয়োজন। তাই আপেক্ষিক আদ্রতা জানা অপরিহার্য।
3.কোন স্থানের আবহাওয়া বহুলাংশে আপেক্ষিক আদ্রতার পরিবর্তনে পরিবর্তিত হয়। তাই আবহাওয়া অফিস আপেক্ষিক আদ্রতার হিসাব রাখে এবং বেতার ও সংবাদপত্রের আবহাওয়ার পূর্বাভাস প্রদান করে।
4. নিরাপদ বিমান চালানোর জন্য বিমান চালক কে বায়ুর আর্দ্রতা অঞ্চল এড়িয়ে যেতে হয় এ কারণে তাকে আপেক্ষিক আদ্রতার হিসাব জানা প্রয়োজন হয়।
★ শীতকালে ঠোঁট ফেটে যায় কেন?
শীতকালে বায়ুর আপেক্ষিক আর্দ্রতা কম থাকে অর্থাৎ বায়ুতে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ কম থাকে তাই শরীরের চামড়ার জলীয় অংশ শুকিয়ে যায়। ঠোট সবসময় থাকে ফলে সেখানে বাষ্পায়ন বেশি হয় এবং দ্রুত শুকিয়ে যায় এবং চামড়া সংকুচিত হবার জন্য ঠোঁটের ভেতরে ও বাইরের চাপের বৈষম্যের জন্য ঠোট ফেটে যায়।
★ ঘরের তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে শিশিরাঙ্ক এর পরিবর্তন হয় না কেন?
শিশিরাঙ্ক হল সেই তাপমাত্রা যে তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট পরিমাণ বায়ুতে জলীয় বাষ্প সম্পৃক্ত হয়। তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে যেহেতু জলীয়বাষ্পের পরিমাণ বৃদ্ধি পায় না সেহুতু ঘরের তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে শিশিরাঙ্কের কোন পরিবর্তন হবে না। শিশিরাঙ্ক একই থাকবে।
★ শরৎকালে কোন সময়ে শিশির পড়ে?
মেঘমুক্ত রাতে ভূপৃষ্ঠ তাপ বিকিরণ করে ঠান্ডা হতে থাকে এবং পরিশেষে এমন একটি তাপমাত্রায় উপনীত হয় যখন বাতাস জলীয় বাষ্প দ্বারা সম্পৃক্ত হয় এবং জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হয়ে শিশির জমে। কিন্তু আকাশ মেঘাচ্ছন্ন থাকলে ভূপৃষ্ঠ হতে বিকিরণ জনিত কারণে তাপ পরিবাহীতো হতে পারে না। ফলে ভূপৃষ্ঠে ঠান্ডা হয় না এবং শিশির জমে না সুতরাং মেঘাচ্ছন্ন রাত অপেক্ষা মেঘমুক্ত শিশির জমা জন্য সহায়ক।
★ ঘর্মাক্ত দেহে পাখার বাতাস লাগলে আরাম অনুভব হয় কেন?
ঘর্মাক্ত দেহ খুবই অস্বস্তিকর। শরীরের ঘাম শরীর থেকে বাষ্পীভবনের সুপ্ততাপ গ্রহণ করে বাষ্প উড়ে যায়। পাখার বাতাস সেই গরম বাষ্প কে দুর করে ফলে শরীর ঠান্ডা হয় এবং আরাম অনুভূত হয়।
★ শুষ্ক ও আর্দ্র বাল্ব থার্মোমিটারের সাহায্যে আবহাওয়ার পূর্বাভাস কিভাবে পাওয়া যায়?
আর্দ্র বায়ু অপেক্ষা শুষ্ক বায়ুতে পানি দ্রুত বাষ্পীভূত হয়। আবার বাষ্পায়ন যত বেশি হয় আর্দ্র বাল্ব থার্মোমিটারে পাঠ তত হ্রাস পায়। সুতরাং আর্দ্র ও শুষ্ক বায়ুর পার্থক্য করে আমার মোটামুটি পূর্বাভাস দেখা যায়।
0
0
0
