आदर्श गैस कानून क्या है?

आदर्श गैस कानून एक गणितीय समीकरण है जिसका उपयोग आप गैसों के तापमान, आयतन और दबाव से संबंधित समस्याओं को हल करने के लिए कर सकते हैं। हालांकि समीकरण एक सन्निकटन है, यह बहुत अच्छा है, और यह कई प्रकार की स्थितियों के लिए उपयोगी है। यह दो निकट से संबंधित रूपों का उपयोग करता है जो विभिन्न तरीकों से गैस की मात्रा के लिए जिम्मेदार होते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

आदर्श गैस का नियम PV = nRT है, जहाँ P = दाब, V = आयतन, n = गैस के मोलों की संख्या, T तापमान है और R आनुपातिकता स्थिरांक है, आमतौर पर 8.314। समीकरण आपको गैसों के साथ व्यावहारिक समस्याओं को हल करने देता है।

आप रोजमर्रा की जिंदगी में गैसों से निपटते हैं, जैसे कि आप जिस हवा में सांस लेते हैं, पार्टी के गुब्बारे में हीलियम या मीथेन, "प्राकृतिक गैस" जिसका उपयोग आप खाना पकाने के लिए करते हैं। इन पदार्थों में बहुत समान गुण होते हैं, जिसमें वे दबाव और गर्मी का जवाब देने के तरीके भी शामिल हैं। हालांकि, बहुत कम तापमान पर, अधिकांश वास्तविक गैसें तरल में बदल जाती हैं। एक आदर्श गैस, तुलनात्मक रूप से, वास्तविक पदार्थ की तुलना में एक उपयोगी अमूर्त विचार से अधिक है; उदाहरण के लिए, एक आदर्श गैस कभी भी द्रव में परिवर्तित नहीं होती है, और इसकी संपीड्यता की कोई सीमा नहीं है। हालांकि, अधिकांश वास्तविक गैसें एक आदर्श गैस के काफी करीब होती हैं कि आप कई व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए आदर्श गैस कानून का उपयोग कर सकते हैं।

आदर्श गैस कानून के समीकरणों में बराबर चिह्न के एक तरफ दबाव और आयतन होता है और दूसरी तरफ मात्रा और तापमान होता है। इसका मतलब है, दबाव और आयतन का गुणनफल मात्रा और तापमान के गुणनफल के समानुपाती रहता है। यदि, उदाहरण के लिए, आप एक निश्चित मात्रा में गैस की एक निश्चित मात्रा का तापमान बढ़ाते हैं, तो दबाव भी बढ़ना चाहिए। या, यदि आप दबाव को स्थिर रखते हैं, तो गैस को अधिक मात्रा में विस्तारित होना चाहिए।

आदर्श गैस कानून का सही उपयोग करने के लिए, आपको तापमान की निरपेक्ष इकाइयों को नियोजित करना होगा। डिग्री सेल्सियस और फारेनहाइट काम नहीं करेंगे क्योंकि वे ऋणात्मक संख्या में जा सकते हैं। आदर्श गैस कानून में नकारात्मक तापमान आपको नकारात्मक दबाव या आयतन देता है, जो मौजूद नहीं हो सकता। इसके बजाय, केल्विन पैमाने का उपयोग करें, जो पूर्ण शून्य से शुरू होता है। यदि आप अंग्रेजी इकाइयों के साथ काम करते हैं और फारेनहाइट से संबंधित पैमाने चाहते हैं, तो रैंकिन स्केल का उपयोग करें, जो कि पूर्ण शून्य से भी शुरू होता है।

आदर्श गैस समीकरण का पहला सामान्य रूप है, PV = nRT, जहाँ P दबाव है, V आयतन है, n गैस के मोल की संख्या है, R आनुपातिकता स्थिरांक है, आमतौर पर 8.314, और T तापमान है। मीट्रिक प्रणाली के लिए, दबाव के लिए पास्कल, आयतन के लिए घन मीटर और तापमान के लिए केल्विन का उपयोग करें। एक उदाहरण लेने के लिए, 300 केल्विन (कमरे के तापमान) पर 1 मोल हीलियम गैस 101 किलोपास्कल दबाव (समुद्र स्तर के दबाव) से कम है। यह कितनी मात्रा में व्याप्त है? PV = nRT लें, और दोनों पक्षों को P से विभाजित करें, V को बाईं ओर छोड़ दें। समीकरण V = nRT P हो जाता है। एक मोल (n) गुना 8.314 (R) गुना 300 केल्विन (T) को 101,000 पास्कल (P) से विभाजित करने पर 0.0247 घन मीटर आयतन या 24.7 लीटर मिलता है।

विज्ञान की कक्षाओं में, एक और सामान्य आदर्श गैस समीकरण रूप जो आप देखेंगे वह है PV = NkT। बड़ा "एन" कणों (अणुओं या परमाणुओं) की संख्या है, और के बोल्ट्ज़मान स्थिरांक है, एक संख्या जो आपको मोल्स के बजाय कणों की संख्या का उपयोग करने देती है। ध्यान दें कि हीलियम और अन्य उत्कृष्ट गैसों के लिए, आप परमाणुओं का उपयोग करते हैं; अन्य सभी गैसों के लिए अणुओं का उपयोग करें। इस समीकरण का उपयोग पिछले वाले की तरह ही करें। उदाहरण के लिए, 1-लीटर टैंक में 10. होता है²³ नाइट्रोजन के अणु। यदि आप तापमान को बोन-चिलिंग 200 केल्विन तक कम करते हैं, तो टैंक में गैस का दबाव क्या है? पीवी = एनकेटी लें और दोनों पक्षों को वी से विभाजित करें, पी को छोड़कर। समीकरण P = NkT V हो जाता है। गुणा 10²³ बोल्ट्ज़मान स्थिरांक (1.38 x 10 .) द्वारा अणु (एन)^-23), 200 केल्विन (टी) से गुणा करें और फिर दबाव प्राप्त करने के लिए 0.001 क्यूबिक मीटर (1 लीटर) से विभाजित करें: 276 किलोपास्कल।