আদর্শ গ্যাস: সংশোধিত সংস্করণের মধ্যে পার্থক্য
বিষয়বস্তু বিয়োগ হয়েছে বিষয়বস্তু যোগ হয়েছে
অ SUBIR DAS 7352 (আলাপ)-এর সম্পাদিত সংস্করণ হতে 37.111.198.35-এর সম্পাদিত সর্বশেষ সংস্করণে ফেরত ট্যাগ: পুনর্বহাল মোবাইল সম্পাদনা মোবাইল ওয়েব সম্পাদনা উচ্চতর মোবাইল সম্পাদনা |
লিঙ্কের পরামর্শ: ৯টি লিঙ্ক যুক্ত করা হয়েছে। ট্যাগ: দৃশ্যমান সম্পাদনা মোবাইল সম্পাদনা মোবাইল ওয়েব সম্পাদনা নবাগতদের কাজ পরামর্শ: লিঙ্ক যুক্ত করা |
||
১ নং লাইন:
{{তাপগতিবিদ্যা|cTopic=[[ব্যবস্থা]]}}
'''আদর্শ গ্যাস''' ({{lang-en|Ideal gas}}) হল ইতস্তত বিচরণকারী বিন্দুকণা সমষ্টি দ্বারা গঠিত [[বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব|তাত্ত্বিকভাবে প্রতিষ্ঠিত]] [[গ্যাস]], যার কণাগুলির মধ্যে কেবল সম্পূর্ণ [[স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ]] হয়।
আদর্শ গ্যাস তত্ত্ব অবস্থার সমীকরণ থেকে প্রাপ্ত [[আদর্শ গ্যাস সূত্র]] মেনে চলে। এই তত্ত্বটি আবার [[সংখ্যাতত্ত্বীয় বলবিদ্যা|সংখ্যাতত্ত্বীয় বলবিদ্যার]] একটি সরল প্রয়োগ। তাই এই তত্ত্বের গুরুত্ব অপরিসীম।
১৯৮২ সালে IUPAC-এর পরিমাপ অনুযায়ী, প্রমাণ চাপ (১০<sup>৫</sup> প্যাস্কেল পরম চাপ) ও উষ্ণতায় (২৭৩.১৫ কেলভিন উষ্ণতা) এক মোল আদর্শ গ্যাসের আয়তন হয় ২২.৭১০৯৪৭(১৩) লিটার<ref name=mvol >{{ওয়েব উদ্ধৃতি |ইউআরএল=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mvol |শিরোনাম=CODATA Value: molar volume of ideal gas (273.15 K, 100 kPa) |সংগ্রহের-তারিখ=2017-02-07}}</ref>। ১৯৮২ সালের আগে ২৭৩.১৫ কেলভিন উষ্ণতা ও ১ atm চাপকে প্রমাণ চাপ ও উষ্ণতা হিসেবে ধরা হত। ওই চাপ ও উষ্ণতায় আদর্শ গ্যাসের আয়তন হয় ২২.৪১৩৯৬২(১৩) লিটার<ref name=mvolstd >{{ওয়েব উদ্ধৃতি |ইউআরএল=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mvolstd |শিরোনাম=CODATA Value: molar volume of ideal gas (273.15 K, 101.325 kPa) |সংগ্রহের-তারিখ=2017-02-07}}</ref>। IUPAC-এর নির্দেশ অনুযায়ী এই পুরোনো মানকে বন্ধ করা উচিত, [[বাংলাদেশ|বাংলাদেশের]] পাঠ্য বইয়ে এখনও এটা ব্যবহার করা হয়<ref name=IUPAC>{{সাময়িকী উদ্ধৃতি |শেষাংশ১=Calvert |প্রথমাংশ১=J. G. |বছর=1990 |শিরোনাম=Glossary of atmospheric chemistry terms (Recommendations 1990) |সাময়িকী=Pure and Applied Chemistry |প্রকাশনার-তারিখ= |খণ্ড=62 |সংখ্যা নং=11 |পাতা= |পাতাসমূহ=2167–2219 |ডিওআই=10.1351/pac199062112167 }}</ref> কিন্তু কিছু পাঠ্যবইয়ে এখনও এই মান লেখা থাকে।
প্রমাণ চাপ ও উষ্ণতায় বেশিরভাগ [[বাস্তব গ্যাস|বাস্তব গ্যাসই]] মোটামুটি আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে। কিছু গ্যাস, যেমন– [[নাইট্রোজেন]], [[অক্সিজেন]], [[হাইড্রোজেন]], [[নিষ্ক্রিয় গ্যাস]], এবং [[কার্বন ডাই অক্সাইড|কার্বন ডাইঅক্সাইডের]] মতো কিছু ভারী গ্যাস নির্দিষ্ট শর্তের অধীনে<ref name=boles>{{বই উদ্ধৃতি|শিরোনাম=Thermodynamics: An Engineering Approach |সংস্করণ=4th | আইএসবিএন = 0-07-238332-1|শেষাংশ১=Cengel|প্রথমাংশ১= Yunus A.|শেষাংশ২=Boles|প্রথমাংশ২=Michael A.|পাতা=89}}</ref> আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করতে পারে। সাধারণত উচ্চ [[উষ্ণতা]] ও নিম্ন [[চাপ|চাপে]]<ref name="boles"/> কোনো গ্যাস অধিকতর আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে, কারণ উপরি-উক্ত শর্তাধীন অবস্থায় গ্যাসের কণাগুলির [[গতিশক্তি]] আন্তরাণবিক বলজনিত [[স্থিতিশক্তি]] অপেক্ষা অনেক বেশি হয়, এবং, অণুগুলির আকার তাদের পারস্পরিক দূরত্বের তুলনায় নগণ্য হয়।
৯ নং লাইন:
আদর্শ গ্যাসের ধারণা নিম্ন উষ্ণতা ও উচ্চ চাপে কাজ করে না, যেহেতু এই সময় আন্তআণবিক বল আর অণুর আকার ― দুটোই প্রভাবশালী হয়ে ওঠে। এই ধারণা ভারী গ্যাস (রেফ্রিজারেন্ট) ও তীব্র আন্তআণবিক আকর্ষণযুক্ত গ্যাসের ([[জলীয় বাষ্প]]) ক্ষেত্রেও কার্যকর নয়। উচ্চ চাপে আদর্শ গ্যাসের থেকে বাস্তব গ্যাসের আয়তন অনেক বেশি হয়। আবার কম উষ্ণতায় বাস্তব গ্যাসগুলির চাপও আদর্শ গ্যাসের তুলনায় অনেক কম। আসলে কম উষ্ণতায় ও উচ্চ চাপে বাস্তব গ্যাসগুলির অবস্থার পরিবর্তন ঘটে, অর্থাৎ এরা গ্যাসীয় অবস্থা থেকে [[তরল]] কিংবা [[কঠিন]] অবস্থায় পৌঁছোয়। কিন্তু আদর্শ গ্যাস সূত্রটি অবস্থার পরিবর্তনের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য নয়। আরও জটিল অবস্থার সমীকরণ দিয়ে একে ব্যাখ্যা করা সম্ভব। আদর্শ গ্যাস থেকে বাস্তব গ্যাসের এই বিচ্যুতি মাত্রাহীন সংখ্যা এবং [[সংনম্যতা গুণক]] দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়।
নিউটনীয় বলবিদ্যা ([[গ্যাসের গতিতত্ত্ব|গতীয় তত্ত্ব]]) এবং [[কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান|কোয়ান্টাম বলবিদ্যাতেও]] (পাত্রে আবদ্ধ গ্যাস) আদর্শ গ্যাসের উল্লেখ আছে। এছাড়া ধাতুতে
==আদর্শ গ্যাসের প্রকারভেদ==
৩১ নং লাইন:
* {{mvar|V}} হল [[আয়তন]],
* {{mvar|n}} হল মোল এককে গ্যাসের পরিমাণ,
* {{mvar|R}} হল [[গ্যাস ধ্রুবক]] (৮.৩১৪ [[জুল|J]]·[[কেলভিন|K]]<sup>−1</sup>·mol<sup>−1</sup>),
* {{mvar|T}} হল পরম [[তাপমাত্রা|উষ্ণতা]]।
১০৫ নং লাইন:
</math>
{{mvar|C<sup>V</sup>}}-কে {{mvar|ĉ<sub>v</sub>}} হিসেবে লিখে, আদর্শ গ্যাস সমীকরণের অবকলন ও [[সমাকলন]] করে পাওয়া যায়,
:<math>\Delta S
= \hat{c}_VNk\ln\left(\frac{T}{T_0}\right)+Nk\ln\left(\frac{V}{V_0}\right)
১৩১ নং লাইন:
এই সমীকরণই হল {{mvar|U}}, {{mvar|V}}, {{mvar|N}}-এর সাপেক্ষে এনট্রপির প্রাথমিক সমীকরণ, যার থেকে আদর্শ গ্যাসের অন্যান্য সব ধর্ম নির্ণয় করা যায়।
শুধুমাত্র তাপগতিবিদ্যাকে ব্যবহার করে এতদূরই এগোনো সম্ভব। লক্ষণীয় যে, উপরের সমীকরণে কিছু ত্রুটি আছে– এক্ষেত্রে উষ্ণতা শূন্য হলে এনট্রপি ঋণাত্মক অসীমের দিকে এগিয়ে যায়, যা [[তাপগতিবিদ্যার তৃতীয় সূত্র]] বিরোধী। এই আদর্শ চরিত্র বিকাশের সময় এমন একটি ক্রান্তিক বিন্দু আসে ([[পরম শূন্য]] উষ্ণতায় নয়), যখন লগারিদ্মের আর্গুমেন্ট স্বাধীন হয়ে পড়ে, আর এনট্রপি শূন্য হয়ছ যায়। এটা স্বাভাবিক নয়। উপরের সমীকরণটি তখনই গ্রাহ্য হবে, যখন লগারিদ্মের আর্গুমেন্টের মান অনেকটা বড়ো হয় – {{mvar|{{sfrac|V|N}}}}-এর মান কমে গেলে আদর্শ গ্যাসের ধারণা আর কাজ করে না। সমীকরণের এনট্রপি ও বাস্তবিক এনট্রপির মান মোটামুটি সমান হলেই ধ্রুবকটির মান যথাযথ হবে। সাকুর-টেট্রোড সমীকরণ, যা এক-পরমাণুক গ্যাসের ({{mvar|''ĉ<sub>V</sub>''}} = {{sfrac|3|2}}) এনট্রপির পরিচয় দেয়, তার থেকে ওই ধ্রুবকের কোয়ান্টাম বলজাত মান পাওয়া যায়। সাকুর-টেট্রোড সমীকরণে ওই ধ্রুবকের মান কেবল গ্যাস অণুর ভরের ওপর নির্ভর করে। এই সমীকরণ পরম শূন্য উষ্ণতায় গ্যাসের এনট্রপির মান দিতে অক্ষম, কিন্তু উচ্চ উষ্ণতায় এক-পরমাণুক গ্যাসের এনট্রপি নির্ধারণ করতে পারে।
★ এনট্রপির ভৌত তাৎপর্যঃ
১. এনট্রপি একটি প্রাকৃতিক রাশি যায় মান তাপ ও পরম তাপমাত্রার অনুপাতের সমান
১৯৫ নং লাইন:
==আদর্শ কোয়ান্টাম গ্যাস==
পূর্বে উল্লিখিত সাকুর-টেট্রোড সমীকরণ থেকে পাওয়া যায়, এনট্রপি ধ্রুবক কণার তাপীয় কোয়ান্টাম [[তরঙ্গ দৈর্ঘ্য|তরঙ্গদৈর্ঘ্যের]] সাথে সমানুপাতিক। আর যে বিন্দুতে লগারিদ্মটির আর্গুমেন্ট শূন্য হয়, প্রায় সেই একই বিন্দুতে দুটি কণার পারস্পরিক গড় দূরত্ব ও তাপীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মান সমান হয়। [[কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান|কোয়ান্টাম তত্ত্ব]] এটিই নির্দেশ করে। যে কোনো গ্যাস উচ্চ তাপমাত্রা ও কম ঘনত্বে আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে ঠিকই, কিন্তু যে বিন্দুতে সাকুর-টেট্রোড সমীকরণও কাজ করে না, সেই বিন্দুতে গ্যাস [[বোসন]] ও [[ফার্মিয়ন|ফার্মিওন]] সমন্বিত কোয়ান্টাম গ্যাসের মতো আচরণ শুরু করে। (আদর্শ কোয়ান্টাম গ্যাস, বিশেষত বোল্ৎজম্যান গ্যাসের সম্পর্কিত আরো তথ্য পেতে দেখুন [https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gas_in_a_box.html পাত্রে আবদ্ধ গ্যাস"]{{অকার্যকর সংযোগ|তারিখ=ডিসেম্বর ২০১৮ |bot=InternetArchiveBot |ঠিক করার প্রচেষ্টা=yes }})
গ্যাসের উষ্ণতা বয়েল উষ্ণতায় পৌঁছোলে, একটি নির্দিষ্ট চাপের পাল্লার মধ্যে তার আচরণ আদর্শ হয়।
২০৬ নং লাইন:
===আদর্শ বোস ও ফার্মি গ্যাস===
আদর্শ [[বোসন গ্যাস]] (যেমন, [[ফোটন]] গ্যাস) [[বসু-আইনস্টাইন পরিসংখ্যান]] মেনে চলে আর এর শক্তির বণ্টন হয় [[বসু-আইনস্টাইন পরিসংখ্যান|বসু-আইনস্টাইন বণ্টন]] অনুযায়ী। আদর্শ ফার্মিওন গ্যাস মেনে চলে ফার্মি-ডিরাক পরিসংখ্যান, এবং ফার্মি-ডিরাক বণ্টন অনুযায়ী শক্তি বণ্টিত হয়।
==তথ্যসূত্র==
| |||