இலட்சிய வாயு விதி
வாயு துகள்கள் தொடர்ந்து சுற்றித் திரிந்து அவற்றின் கொள்கலனின் சுவர்களில் துடிக்கின்றன, அதுவே அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. வாயுவை சிறிய கன அளவிற்கு அழுத்தினால், சூடாக்கினால், அல்லது அதிக வாயு துகள்களைச் சேர்த்தால், அழுத்தம் உயரும், ஏனெனில் மூலக்கூறுகள் ஒன்றாக குவிந்து அல்லது வேகமாக நகர்ந்து சுவர்களை அதிக வலுவாகவும் அதிகமாகவும் தாக்குகின்றன. இலட்சிய வாயு விதி, அழுத்தம், கன அளவு, வாயு அளவு மற்றும் வெப்பநிலையை ஒரே சமன்பாட்டில் இணைக்கிறது.
சூத்திரம்
P · V = n · R · T
- P — அழுத்தம் (Pa): வாயு அதன் கொள்கலனின் சுவர்கள் மீது செலுத்தும் அலகு பரப்புக்கு விசை
- V — கன அளவு (m³): வாயு கையகப்படுத்தும் இடத்தின் அளவு
- n — பொருளின் அளவு (mol): எத்தனை மோல் வாயு துகள்கள் உள்ளன
- R — வாயு மாறிலி (J/(mol·K)): அழுத்தம், கன அளவு, அளவு மற்றும் வெப்பநிலை அலகுகளை இணைக்கும் ஒரு நிலையான எண்
- T — வெப்பநிலை (K): வாயு எவ்வளவு சூடாக உள்ளது, கெல்வின் அளவில் அளக்கப்படுகிறது
தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
ஒரு கொள்கலன், 300 கெல்வின் வெப்பநிலையில் 1 மோல் வாயுவை, 3 கன மீட்டர் கன அளவிற்கு அழுத்தி வைத்துள்ளது. வாயு எந்த அழுத்தத்தைச் செலுத்துகிறது?
- n = 1 mol
- T = 300 K
- V = 3 m³
- P = n · R · T / V
- P = (1 mol · 8.31 J/(mol·K) · 300 K) / 3 m³
P = 831 Pa
உங்களைச் சோதியுங்கள்
கன அளவு மற்றும் வாயு அளவு அப்படியே இருக்கும்போது வெப்பநிலை 200 கெல்வினுக்கு விழுந்தால், புதிய அழுத்தம் என்ன?
- சரியான விடை: 554 Pa
- 831 Pa
- 1662 Pa
சரி! குறைந்த வெப்பநிலை என்பது குறைந்த அழுத்தம்: ஒரு மோல் பெருக்கல் எட்டு புள்ளி மூன்று ஒன்று பெருக்கல் இருநூறு, மூன்று கன மீட்டரால் வகுக்க, ஐந்நூற்று ஐம்பத்து நான்கு பாஸ்கல் சமம்.
நிலையான அழுத்தம் மற்றும் வாயு அளவு கொண்ட ஒரு காற்றுப் பையின் கன அளவு இரட்டிப்பாகிறது. அதன் வெப்பநிலைக்கு என்ன நடக்க வேண்டும்?
- அது அப்படியே இருக்கும்
- சரியான விடை: அது இரட்டிப்பாகும்
- அது பாதியாக்கப்படும்
சரி! நிலையான அழுத்தத்தில், கன அளவும் வெப்பநிலையும் ஒன்றாக உயரும், எனவே கன அளவை இரட்டிப்பாக்குவது வெப்பநிலையை இரட்டிப்பாக்குகிறது.
இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்
ஒரு நீண்ட கோடை ஓட்டத்திற்குப் பிறகு கார் டயர்கள் உயர் அழுத்தத்தைக் காட்டும் — உருளுதல் மற்றும் வளைதல் உள்ளே உள்ள காற்றை சூடாக்குகிறது, நிலையான கன அளவில் சூடான வாயு என்பது அதிக சுவர் தாக்குதல் மற்றும் அதிக அழுத்தம். ஒரு முத்திரையிடப்பட்ட சிப்ஸ் பை, ஒரு மலைப் பயணத்தில் ஒரு தலையணை போல வீக்கமடைகிறது: உள்நோக்கி அழுத்தும் குறைவான வெளி காற்று, அதே சிக்கியிருக்கும் வாயுவை பையை பெரிதாக்க அனுமதிக்கிறது.
பொதுவான தவறுகள்
மிகவும் சேதம் விளைவிக்கும் தவறு, செல்சியஸை சமன்பாட்டில் சொருகுவது — இங்கே வெப்பநிலை தனியானது, கெல்வினில், வாயு நடத்தை மூலக்கூறுகள் உண்மையில் எவ்வளவு வேகமாக நகர்கின்றன என்பதை சார்ந்தது, தண்ணீர் உறையும் இடத்தை அல்ல. இரண்டாவது, P, V, n, T-ஐ நான்கு சுயாதீன கட்டுப்பாடுகளாக நடத்துவது: கன அளவு மற்றும் அளவு நிலையாக இருக்கும்போது, 300 K இலிருந்து 200 K க்குக் குளிர்விப்பது அழுத்தத்தை சரியான விகிதத்தில் குறைக்கும், P = n · R · T / V தரும் (1 mol × 8.31 × 200 K) ÷ 3 m³ = 554 Pa. ஒரு உறுப்பை மாற்றினால் மற்றொன்று மாற வேண்டும்.
இது எவ்வாறு இணைகிறது
இது வெப்பவியக்கவியலின் நிறுவன சமன்பாடு — ஒரு வாயுவுக்கு வெப்பநிலை என்றால் என்ன (மூலக்கூறு இயக்கத்தின் ஒரு வாசிப்பு) மற்றும் அந்த இயக்கம் எப்படி அழுத்தமாக மாறுகிறது என்பதை இது வரையறுக்கிறது. அடுத்து வரும் வெப்ப அளவீடு, அந்த வெப்பநிலையை மாற்ற ஆற்றலில் எவ்வளவு செலவாகும் என்று கேட்கிறது, R என்பது வெப்பவியக்கவியல் முழுவதும் மீண்டும் தோன்றும் அதே பொது மாறிலி.