আদর্শ গ্যাস সূত্র

আদর্শ গ্যাস সূত্র হল আদর্শ গ্যাস সম্পর্কিত একটি সমীকরণ, যেটি ১৮৩৪ সালে বেনোয়া পল এমিল ক্ল্যাপিরন প্রথম উল্লেখ করেন। এটি মূলত চার্লসের সূত্র ও বয়েলের সূত্র এর সূত্রের সমন্বয়ে তৈরি। ^[1]

এ সূত্রের সাহায্যে একটি গ্যাসের অবস্থাকে তার চাপ, আয়তন ও তাপমাত্রার মাধ্যমে একটি সমীকরণের সাহায্যে প্রকাশ করা হয়:

${\displaystyle \ pV=nRT}$

যে সকল গ্যাস সকল তাপমাত্রা ও চাপে এই সমীকরণ মেনে চলে তারাই আদর্শ গ্যাস ৷ প্রকৃতিতে অবশ্য এমন কোনো গ্যাসের অস্তিত্ব নেই যা প্রকৃতপক্ষে আদর্শ ৷ উচ্চতাপমাত্রা ও নিম্নচাপে সকল গ্যাসই আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে ৷ আদর্শ গ্যাসের আচরণ থেকেই বাস্তব গ্যাস সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায় ৷ তাই সকল গ্যাস সমীকরণ আদর্শ গ্যাসের উপর ভিত্তি করে প্রতিপাদন করা হয় ৷

যেহেতু pV = nRT সেহেতু p সমানুপাতিক n ৷ কারণ চাপের পরিমাণ কমে গেলে আবদ্ব কোনো গ্যাসের মোল সংখ্যা তথা পরিমাণ কমে যায় ৷

যেখানে

${\displaystyle \ p}$ পরম চাপ [Pa],

${\displaystyle \ V}$ গ্যাস সংরক্ষণকারী পাত্রের আয়তন [m³] যা ${\displaystyle n\,}$ মোল গ্যাস ধারণ করে আছে,

${\displaystyle \ n}$ গ্যাসীয় পদার্থের পরিমাণ [mol],

${\displaystyle \ R}$ গ্যাস ধ্রুবক [৮.৩১৪৪৭২ m³•Pa•K⁻¹•mol⁻¹],

${\displaystyle \ T}$ কেলভিন স্কেলে তাপমাত্রা [K].^[2]

আদর্শ গ্যাস ধ্রুবকের মান সূত্রে ব্যবহৃত এককসমূহের উপর নির্ভরশীল। উপরে উল্লেখিত ৮.৩১৪৪৭২ মানটি এসআই একক অনুযায়ী প্যসকেল কিউবিক মিটার/কেলভিন, যা জুল পার মোল পার কেলভিনের সমান J mol^-1 K⁻¹)। R এর আরেকটি মান হল ০.০৮২০৫৭ L·atm·mol⁻¹·K⁻¹)। প্রতিটি আলাদা এককের জন্য R এর আলাদা মান আছে। এদের কয়েকটি হল...

R = ৮.৩১৪৪৭২ m³·Pa·K^-1·mol^-1

R = ০.০৮২০৫৭৮৪ L·atm·K^-1·mol^-1

R = ৬২.৩৬৩৭ L·mmHg·K^-1·mol^-1

R = ১০.৭৩১৬ ft³·psi·°R^-1·lb-mol^-1

আদর্শ গ্যাস সূত্র মৌলিক গ্যাসের ক্ষেত্রে উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্নচাপে প্রযোজ্য। এর কারণ এই সূত্র অণুর আকার ও আন্তঃআণবিক শক্তিকে উল্লেখ করে না। বেশি আয়তনের ক্ষেত্রে অণুসমূহের আকার নগণ্য হলেও আয়তনের হ্রাস ও তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে তার প্রভাব বৃদ্ধি পেতে থাকে।

তথ্যসূত্র

1. Clapeyron, E (১৮৩৪)। "Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur"। Journal de l'École Polytechnique। XIV: 153–90। (ফরাসি) Facsimile at the Bibliothèque nationale de France (pp. 153–90).
2. "Equation of State"। ২৩ আগস্ট ২০১৪ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ ১১ আগস্ট ২০১৪।