সৃজনশীলঃ ‘[সিলিন্ডার-1 27°C তাপমাত্রায়…’ ২০১৮ – পরিবেশ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

যে দ্রবণের ঘনমাত্রা সঠিকভাবে জানা থাকে তাকে প্রমাণ দ্রবণ বলে। সেমিমোলার দ্রবণের ক্ষেত্রে নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় $1$ লিটার বা $1000$ মিলি দ্রাবকে $0.5$ মোল দ্রব দ্রবীভূত থাকে। সেমিমোলার অর্থ $1$ মোলার অর্ধেক বা $0.5$ মোল। অর্থাৎ কোন পদার্থের আণবিক ভরের অর্ধেক 1 লিটার দ্রাবকে দ্রবীভূত থাকলে তাকে সেমিমোলার দ্রবণ বলে।

সিলিন্ডার-১-এর ক্ষেত্রে দেওয়া আছে,
আয়তন, $V=110\text{ L}$
তাপমাত্রা, $T={27}^{\circ }\text{C}$
বা, $T=(27+273)\text{ K}=300\text{ K}$
চাপ, $P=200\text{ atm}$
${\text{CH}}_4$-এর আণবিক ভর, $M=16{\text{ g mol}}^{-1}$
গ্যাস ধ্রুবক, $R=0.0821{\text{ L atm K}}^{-1}{\text{ mol}}^{-1}$
আমরা জানি, $PV=nRT$

বা, $PV=\frac{w}{M}RT[\because n=\frac{w}{M}]$

অতএব,
$w=\frac{PVM}{RT}$

$w=\frac{200\times 110\times 16}{0.0821\times 300}\text{ g}$

$w=14291.51\text{ g}$
$\therefore w\approx 14.29\text{ kg}$

সুতরাং, উদ্দীপকে উল্লিখিত তাপমাত্রা ও চাপে সিলিন্ডার-১ প্রায় $14291.51g$ বা, $14.29kg$ ${\text{CH}}_4$ গ্যাস ধারণ করতে পারবে।

গ্যাস সিলিন্ডার-1 এর ক্ষেত্রে:
দেওয়া আছে,
আয়তন, $V_1=110L$
তাপমাত্রা, $T_1={27}^{\circ }C=(27+273)K=300K$
সর্বোচ্চ সহনীয় চাপ, $P_1=200\mathrm{atm}$
মোলার গ্যাস ধ্রুবক, $R=0.0821L\cdot \mathrm{atm}\cdot K^{-1}\cdot {\mathrm{mol}}^{-1}$
গ্যাসের মোল সংখ্যা, $n_1=?$
আমরা জানি,

$P_1{V}_1=n_{1}R{T}_1$

$\Rightarrow n_1=\frac{P_1{V}_1}{R{T}_1}$

$\Rightarrow n_1=\frac{200\times 110}{0.0821\times 300}\mathrm{mol}$

গ্যাস সিলিন্ডার-2 এর ক্ষেত্রে:
দেওয়া আছে,
আয়তন, $V_2=200L$
তাপমাত্রা, $T_2={37}^{\circ }C=(37+273)K=310K$
সর্বোচ্চ সহনীয় চাপ, $P_2=50\mathrm{atm}$
মোলার গ্যাস ধ্রুবক, $R=0.0821L\cdot \mathrm{atm}\cdot K^{-1}\cdot {\mathrm{mol}}^{-1}$
গ্যাসের মোল সংখ্যা, $n_2=?$
এক্ষেত্রে,

$P_2{V}_2=n_{2}R{T}_2$

$\Rightarrow n_2=\frac{P_2{V}_2}{R{T}_2}$

$\Rightarrow n_2=\frac{50\times 200}{0.0821\times 310}\mathrm{mol}$

প্রাপ্ত গাণিতিক মান হতে দেখা যাচ্ছে যে, $n_1>n_2$।
অর্থাৎ, সিলিন্ডার-1 এর আয়তন ($110L$) সিলিন্ডার-2 এর আয়তন ($200L$) অপেক্ষা কম হওয়া সত্ত্বেও এটি অধিক পরিমাণ গ্যাস ($893.22\mathrm{mol}$) ধারণ করতে পারে। এছাড়া, সিলিন্ডার-1 এর চাপ সহ্য করার ক্ষমতাও অনেক বেশি ($200\mathrm{atm}>50\mathrm{atm}$)। যেহেতু অল্প আয়তনের পাত্রে বেশি গ্যাস পরিবহন করা সহজ এবং তা অর্থনৈতিকভাবে সাশ্রয়ী, সেহেতু গ্যাস পরিবহনের জন্য গ্যাস সিলিন্ডার-1 অধিকতর উপযোগী।