সৃজনশীলঃ ‘[Q গ্যাসের তাপমাত্রা…’ ২০২৪ – পরিবেশ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

এখানে,
   চাপ, p=1atm=76cm(Hg)
           = 76×13.6×981 dyne cm^-2
   আয়তন, V=22.414L
              =22.414×10³  cm³
   তাপমাত্রা, T=273.15K
   মোলসংখ্যা, n=1mol

CGS এককে R এর মান নির্ণয়-

$\begin{array}{cc}R& =\frac{\mathrm{Pxv}}{\mathrm{nxT}}\\ & =\frac{76\times 13.6\times 981\times 22.414\times {10}^3}{1\times 273.15}\\ & =8.32\times {10}^7\mathrm{erg}{k}^{-1}{\mathrm{mol}}^{-1}\end{array}$

এখানে,
চাপ, p=2atm
আয়তন, V=4 L
তাপমাত্রা, T=303k

আমরা জানি,

$\begin{array}{cc}& \mathrm{PV}=\mathrm{nRT}\\ & \therefore n=\frac{\mathrm{PV}}{\mathrm{RT}}\\ & =\frac{2\times 4}{0.082\times 303}\\ & =0.32198\mathrm{mol}\\ & \end{array}$

  1 mol গ্যাসের অণুর সংখ্যা 6.023x10²³  টি
∴0.32198 mol ,,  ,,   ,, (6.023x10²³ ×0.32198) টি
         =1.939×10²³  টি

P গ্যাস আদর্শ গ্যাস এবং Q গ্যাস বাস্তব গ্যাস। নিম্নলিখিত শর্তে Q গ্যাস, P গ্যাসের ন্যায় আচরণ করবে: সাধারণত উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্নচাপে বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করবে।

গ্যাসের আণবিক গতিতত্ত্ব মর্তে, গ্যাসের অণুগুলোর মোট আয়তন' গ্যাসপাত্রের আয়তনের তুলনায় নগণ্য।

আমরা জানি, আদর্শ গ্যাসের 1 mol এর ক্ষেত্রে,

                $\begin{array}{cc}& \mathrm{PV}=\mathrm{RT}\times Z\\ & \therefore Z=\frac{\mathrm{PV}}{\mathrm{RT}}\end{array}$

Z হলো সংকোচনশীল গুণাঙ্ক। যেসব গ্যাসের ক্ষেত্রে Z=1 হয় তাদের PV = RT হয়। আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে,

(i) গ্যাস আলুর আয়তনকে সামগ্রিক আয়তনের তুলনায় নগণ্য ধরা হয়।

(ii) গ্যাস অণুগুলোর মধ্যে পারস্পারিক আকর্ষণ বলকে বহি নগণ্য ধরা হয়।

কিন্তু, বাস্তব গ্যাসের ক্ষেত্রে আয়তন এবং গ্যাস আলুগুলোর মধ্যে পারস্পারিক আকর্ষণ বলকে হিসেবের বাইরে রাখা যায় না। ফলে সাধারণ অবস্থায় বাস্তব গ্যাস Q, আদর্শ গ্যাস P এর ন্যায় আচরণ করে না।

বাস্তব গ্যাসের ক্ষেত্রে, জান্ডারওয়ালস সমীকরণ,

$(P+\frac{n^{2}a}{v^2})(v-nb)=nRT$ 

[a = আনু: আণবিক আকর্ষণ বলের পরিমাণ ; b = আয়তন সংশোধন গুণাঙ্ক]

খুব নিম্নচাপে ও খুব উচ্চ তাপমাত্রায় বাস্তব প্যাসের আয়তন (v) খুব বেশি হয়। আন্ত: আনবিক দূরত্ব বেড়ে যায় এবং অণুগুলোর গতি বৃদ্ধি পায়। ফলে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল হ্রাস পায় এ অবস্থায়-

i) গ্যাসের আয়তন খুব বেশি হওয়ায় গ্যাস তাণুগুলোর কার্যকর আয়তন ৮ কে নগণ্য ধরে (v-6)=v ধরা যায়।

ii) আন্তঃআণবিক দূরত্ব বৃদ্ধির সাথে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল যেমন দুর্বল হয়, তেমনি উচ্চ তাপমাত্রায় অণুগুলোর গতিশক্তি বৃদ্ধির ফলে দুর্বল আন: আনবিক বল নগণ্য অর্থাৎ প্রায় শূন্য ধরা হয়। তখন চাপ সংশোধন ফ্যাক্টরকে নগণ্য ধরে $(p+\frac{a}{v^2})=p$

ধরা হয়।

∴ জান্ডারওয়ালস সমীকরণটির পরিবর্তিত রূপ, PV = RT যা আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ।

নিম্নচাপ ও উচ্চ জপমাত্রায় বাস্তব গ্যাস Q, আদর্শ গ্যাস P এর মতো আচরণ করবে।