সৃজনশীলঃ ‘নিচের তথ্যগুলো লক্ষ্য…’ শহীদ সৈয়দ নজরুল ইসলাম কলেজ ২০২৫ – পরিবেশ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

CFC ওজোনস্তর ক্ষয় করে; নিচে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

ক্লোরোফ্লুরো কার্বন $\left({\mathrm{CCl}}_2{F}_2\right)$ ওজোনস্তরে পৌঁছালে অতিবেগুনি (UV) রশ্মির প্রভাবে বিয়োজিত হয়ে ক্লোরিন পরমাণু ও পরে ক্লোরিন অক্সাইড (CIO•) মূলক উৎপন্ন করে। এরা ওজোনের $\left(O_3\right)$ সাথে শিকল বিক্রিয়া দ্বারা ওজোন স্তর নষ্ট করে।

উদ্দীপক হতে, X গ্যাসের ক্ষেত্রে,

এখানে, $n=1\mathrm{mol}$

$P=780\mathrm{mm}\left(\mathrm{Hg}\right)$
$=\frac{780}{760}=1.03\mathrm{atm}$
$V=24L$
$R=0.0821L\mathrm{atm}{K}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}$
$T=27+273=300K^{-1}$

সংকোচনশীলতার গুণাঙ্ক,

$\begin{array}{cc}Z& =\frac{\mathrm{PV}}{\mathrm{nRT}}\\ & =\frac{1.03\times 24}{1\times 0.0821\times 300}\\ \therefore Z& =1\end{array}$

যেহেতু X গ্যাসটির সংকোচনশীলতার গুণাঙ্কের মান 1, সেহেতু X গ্যাসটি আদর্শ গ্যাস।

এখানে,

$\begin{array}{cc}& R=1\mathrm{mol}\\ & P=103\mathrm{kPa}=\frac{103}{101.325}=1.02\mathrm{atm}\\ & V=45L\\ & R=0.0821L\mathrm{atm}{K}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}\\ & T=27+273=300K\end{array}$

আবার, Y গ্যাসের ক্ষেত্রে, সংকোচনশীলতার গুণাঙ্ক,

$\begin{array}{cc}Z& =\frac{PV}{nRT}\\ & =\frac{1.02\times 45}{1\times 0.0821\times 300}\\ & =1.86\end{array}$

যেহেতু Y গ্যাসটির সংকোচনশীলতার গুণাঙ্কের মান 1 অপেক্ষা বেশি, সেহেতু Y গ্যাসটি বাস্তব গ্যাস।

উদ্দীপকের তথ্যমতে, X গ্যাসটি আদর্শ গ্যাস; কারণ PV বনাম P এর লেখ আনুভূমিক সরলরৈখিক এবং Y গ্যাসটি বাস্তব গ্যাস, যা আদর্শ রেখা থেকে বিচ্যুত। নিম্ন তাপমাত্রা ও উচ্চ চাপে আদর্শ গ্যাস বাস্তব গ্যাসের অনুরূপ আচরণ করবে। নিচে তা বিশ্লেষণ করা হলো-গ্যাসের গতিতত্ত্বের স্বীকার্য অনুসারে গ্যাস অণুসমূহের মোট আয়তন গ্যাসাধারের আয়তনের তুলনায় অতিশয় নগণ্য। কিন্তু বাস্তবিক অর্থে এ ধারণা সঠিক নয়। কারণ যেকোনো গ্যাসকে উচ্চ চাপ ও নিম্ন তাপমাত্রায় রাখলে গ্যাসগুলো তরলে পরিণত হয়ে যায়। তরল অবস্থায় গ্যাসের নির্দিষ্ট আয়তন আছে যা একেবারে নগণ্য নয়। যদি প্রতি মোল গ্যাসের ক্ষেত্রে গ্যাস অণুসমূহের আয়তন b হয় তবে V আয়তন বাস্তব গ্যাসের ক্ষেত্রে সংশোধিত আয়তন V – b হবে এবং n মোল গ্যাসের আয়তন হবে V-nb।

গ্যাসের গতিতত্ত্বের আরেকটি স্বীকার্য হলো- 'গ্যাস অণুসমূহের মধ্যে কোনো আকর্ষণ বা বিকর্ষণ নেই। এ ধারণা ও সঠিক নয়। কারণ নিম্ন তাপমাত্রা ও উচ্চচাপ প্রয়োগ করলে গ্যাস অণুসমূহ তরল অবস্থা প্রাপ্ত হয়। তরল অবস্থায় এদের আকর্ষণ আছে যা নগণ্য নয়। বিজ্ঞানী ভ্যান্ডার ওয়ালস এ আকর্ষণ বল দেখান যে, P আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের সমান। তিনি হিসাব করেন। এ আন্তঃআণবিক আকর্ষণের মান $\frac{n^{2}a}{V^2}$ । অর্থাৎ বাস্তব গ্যাসের চাপ, $\frac{n^{2}a}{V^2}$ ।

সুতরাং দেখা যায়, আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ $\mathrm{PV}=\mathrm{nRT}$ নিম্ন তাপমাত্রা ও উচ্চ চাপের কারণে $(P+\frac{n^{2}a}{V^2})(V-nb)=nRT$ সমীকরণ অর্থাৎ বাস্তব গ্যাসের অনুরূপ আচরণ করে।