तापमान में कमी एक निहित गैस के दबाव को कैसे प्रभावित करती है?

एक तरल या ठोस में अणुओं के विपरीत, गैस में वे उस स्थान पर स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं जिसमें आप उन्हें सीमित करते हैं। वे उड़ते हैं, कभी-कभी एक दूसरे से और कंटेनर की दीवारों से टकराते हैं। कंटेनर की दीवारों पर वे जो सामूहिक दबाव डालते हैं, वह उनके पास ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर करता है। वे अपने परिवेश में गर्मी से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, इसलिए यदि तापमान बढ़ता है, तो दबाव भी होता है। वास्तव में, दो मात्राएँ आदर्श गैस नियम से संबंधित हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

एक कठोर कंटेनर में, गैस द्वारा लगाया गया दबाव सीधे तापमान के साथ बदलता रहता है। यदि कंटेनर कठोर नहीं है, तो आदर्श गैस कानून के अनुसार तापमान के साथ आयतन और दबाव दोनों भिन्न होते हैं।

कई व्यक्तियों के प्रयोगात्मक कार्य के माध्यम से वर्षों की अवधि में व्युत्पन्न, आदर्श गैस कानून बॉयल के कानून और चार्ल्स और गे-लुसाक कानून से अनुसरण करता है। पूर्व में कहा गया है कि, दिए गए तापमान (T) पर, गैस के दबाव (P) को उसके आयतन (V) से गुणा करने पर वह स्थिर रहता है। उत्तरार्द्ध हमें बताता है कि जब गैस का द्रव्यमान (एन) स्थिर रहता है, तो मात्रा सीधे तापमान के समानुपाती होती है। अपने अंतिम रूप में, आदर्श गैस कानून कहता है:

जहाँ R एक नियतांक है जिसे आदर्श गैस नियतांक कहते हैं।

यदि आप गैस का द्रव्यमान और कंटेनर का आयतन स्थिर रखते हैं, तो यह संबंध आपको बताता है कि दबाव सीधे तापमान के साथ बदलता रहता है। यदि आप तापमान और दबाव के विभिन्न मूल्यों का ग्राफ बनाते हैं, तो ग्राफ एक सकारात्मक ढलान के साथ एक सीधी रेखा होगा।

एक आदर्श गैस वह है जिसमें कणों को पूरी तरह से लोचदार माना जाता है और एक दूसरे को आकर्षित या प्रतिकर्षित नहीं करते हैं। इसके अलावा, गैस कणों को स्वयं कोई मात्रा नहीं माना जाता है। जबकि कोई भी वास्तविक गैस इन शर्तों को पूरा नहीं करती है, कई लोग इस रिश्ते को लागू करना संभव बनाने के लिए काफी करीब आते हैं। हालांकि, आपको वास्तविक दुनिया के कारकों पर विचार करना चाहिए जब गैस का दबाव या द्रव्यमान बहुत अधिक हो जाता है, या मात्रा और तापमान बहुत कम हो जाता है। कमरे के तापमान पर अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, आदर्श गैस कानून अधिकांश गैसों के व्यवहार का एक अच्छा पर्याप्त अनुमान प्रदान करता है।

जब तक गैस का आयतन और द्रव्यमान स्थिर रहता है, तब तक दबाव और तापमान के बीच संबंध बन जाता है:

जहां K गैस के आयतन, मोलों की संख्या और आदर्श गैस स्थिरांक से व्युत्पन्न एक स्थिरांक है। यदि आप एक कठोर दीवारों वाले कंटेनर में आदर्श गैस की स्थिति को पूरा करने वाली गैस डालते हैं, तो मात्रा नहीं बदल सकती है, कंटेनर को सील करें और कंटेनर की दीवारों पर दबाव को मापें, जैसे ही आप इसे कम करेंगे, आप इसे कम होते देखेंगे तापमान। चूंकि यह संबंध रैखिक है, इसलिए आपको एक रेखा खींचने के लिए तापमान और दबाव के दो रीडिंग की आवश्यकता होती है जिससे आप किसी भी तापमान पर गैस के दबाव को एक्सट्रपलेशन कर सकते हैं।

गैस की अपूर्ण लोच होने पर यह रैखिक संबंध बहुत कम तापमान पर टूट जाता है elasticity परिणाम को प्रभावित करने के लिए अणु काफी महत्वपूर्ण हो जाते हैं, लेकिन जैसे-जैसे आप इसे कम करेंगे, दबाव कम होता जाएगा तापमान। यदि गैस के अणु गैस को आदर्श के रूप में वर्गीकृत करने से रोकने के लिए पर्याप्त बड़े हैं तो संबंध भी अरेखीय होगा।