गैस कानूनों के लिए वास्तविक जीवन के अनुप्रयोग

सदियों से, वैज्ञानिकों ने ऐसे कानूनों की खोज की है जो बताते हैं कि मात्रा और दबाव जैसे गुण गैसों के व्यवहार के तरीके को कैसे प्रभावित करते हैं। आप इन कानूनों में से कम से कम एक - बॉयल के नियम - के वास्तविक जीवन के अनुप्रयोगों को देखते हैं, शायद बिना यह जाने कि आप कार्रवाई में महत्वपूर्ण वैज्ञानिक सिद्धांतों का पालन कर रहे हैं।

चार्ल्स के नियम के अनुसार, यदि आप गैस की एक निश्चित मात्रा को स्थिर दाब पर गर्म करते हैं, तो आयतन में वृद्धि तापमान में वृद्धि के समानुपाती होती है। इस नियम का प्रदर्शन यह देखते हुए करें कि अगर आप इसे ठंडे दिन बाहर ले जाते हैं तो एक फुलाया हुआ फुटबॉल कैसे छोटा हो जाता है। प्रोपेन वितरक तापमान को -42.2 डिग्री तक कम करके चार्ल्स के नियम का लाभ उठाते हैं सेल्सियस (-44 फ़ारेनहाइट) - एक क्रिया जो प्रोपेन को एक तरल में परिवर्तित करती है जो परिवहन के लिए आसान है और दुकान। प्रोपेन द्रवित हो जाता है क्योंकि जैसे-जैसे तापमान गिरता है, गैस के अणु एक दूसरे के करीब आते जाते हैं और आयतन घटता जाता है।

डाल्टन का नियम कहता है कि एक गैस मिश्रण का कुल दबाव मिश्रण में निहित सभी गैसों के योग के बराबर होता है, जैसा कि निम्नलिखित समीकरण में दिखाया गया है:

यह उदाहरण मानता है कि मिश्रण में केवल दो गैसें मौजूद हैं। इस कानून का एक परिणाम यह है कि ऑक्सीजन वायुमंडल के कुल दबाव का २१ प्रतिशत हिस्सा है क्योंकि यह २१ प्रतिशत वायुमंडल का निर्माण करता है। उच्च ऊंचाई पर चढ़ने वाले लोग सांस लेने की कोशिश करते समय डाल्टन के नियम का अनुभव करते हैं। जैसे-जैसे वे ऊपर चढ़ते हैं, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम हो जाता है क्योंकि डाल्टन के नियम के अनुसार कुल वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है। जब गैस का आंशिक दबाव कम हो जाता है तो ऑक्सीजन को रक्त प्रवाह में बनाने में मुश्किल होती है। हाइपोक्सिया, एक गंभीर चिकित्सा समस्या जिसके परिणामस्वरूप संभावित रूप से मृत्यु हो सकती है, ऐसा होने पर हो सकता है।

अमादेओ अवोगाद्रो ने १८११ में दिलचस्प प्रस्ताव रखे जो अब अवोगाद्रो के नियम का निर्माण करते हैं। इसमें कहा गया है कि एक गैस में समान तापमान और दबाव पर समान आयतन वाली दूसरी गैस के समान संख्या में अणु होते हैं। इसका मतलब यह है कि जब आप गैस के अणुओं को दोगुना या तिगुना करते हैं, तो दबाव और तापमान स्थिर रहने पर आयतन दोगुना या तिगुना हो जाता है। गैसों के द्रव्यमान समान नहीं होंगे क्योंकि उनके अलग-अलग आणविक भार होते हैं। यह कानून मानता है कि एक हवा के गुब्बारे और हीलियम युक्त एक समान गुब्बारे का वजन समान नहीं होता है क्योंकि हवा के अणु - जिनमें मुख्य रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन होते हैं - में हीलियम की तुलना में अधिक द्रव्यमान होता है अणु।

रॉबर्ट बॉयल ने आयतन, दबाव और अन्य गैस गुणों के बीच के पेचीदा संबंधों का भी अध्ययन किया। उनके नियम के अनुसार, यदि गैस एक आदर्श गैस की तरह कार्य करती है, तो गैस का दबाव उसके आयतन से गुणा होता है। इसका मतलब यह है कि आपके द्वारा उन गुणों में से किसी एक को समायोजित करने के बाद एक पल में गैस का दबाव समय की मात्रा दूसरे पर उसके दबाव समय की मात्रा के बराबर होती है। निम्नलिखित समीकरण इस संबंध को दर्शाता है:

आदर्श गैसों में, गतिज ऊर्जा में गैस की सभी आंतरिक ऊर्जा शामिल होती है और यदि यह ऊर्जा बदलती है तो तापमान में परिवर्तन होता है। (रेफ ६, पहला पैराग्राफ इस परिभाषा को फिर से करें)। इस कानून के सिद्धांत वास्तविक जीवन में कई क्षेत्रों को छूते हैं। उदाहरण के लिए, जब आप श्वास लेते हैं, तो आपका डायाफ्राम आपके फेफड़ों की मात्रा बढ़ा देता है। बॉयल का नियम मानता है कि फेफड़ों का दबाव कम हो जाता है, जिससे वायुमंडलीय दबाव फेफड़ों को हवा से भर देता है। जब आप सांस छोड़ते हैं तो इसका उल्टा होता है। एक सिरिंज उसी सिद्धांत का उपयोग करके भरता है, अपने प्लंजर को खींचता है और सिरिंज की मात्रा बढ़ जाती है, जिससे संबंधित दबाव अंदर कम हो जाता है। चूंकि तरल वायुमंडलीय दबाव में है, यह सिरिंज के अंदर कम दबाव वाले क्षेत्र में बहता है।