দশম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান গ্যাসের আচরণ নোটস। WBBSE class 10 physical science behaviour of gases notes.

দশম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান গ্যাসের আচরণ নোটস

⇒ গ্যাসের চাপ কাকে বলে ?

উত্তর〉গ্যাসের চাপ:  নির্দিষ্ট উষ্ণতায় পাত্রের মধ্যে আবদ্ধ কোন গ্যাসের অনুগুলির পাত্রের দেওয়ালে একক ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে যে বল প্রয়োগ করে তাকে ওই গ্যাসের চাপ বলে।

মনে করি কোন পাত্রের ভেতরের দেওয়ালের ক্ষেত্রফল = A 

এবং ওই তলের উপর লম্বভাবে প্রযুক্ত বল = F

 এক্ষেত্রে গ্যাসের চাপ, P  = F / A

⇒ গ্যাসের চাপ মাপার যন্ত্রের নাম কি ?

উত্তর〉 ম্যানোমিটার

⇒ বায়ুমন্ডলের চাপ কাকে বলে ?

উত্তর〉 বায়ুমণ্ডলীয় চাপ: কোন স্থানে একক ক্ষেত্রফলের উপর লম্বভাবে বায়ুর অণুগুলি যে বল প্রয়োগ করে তাকে ওই স্থানের বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বলে।

⇒ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ মাপার যন্ত্রের নাম কি ?

উত্তর〉 ব্যারোমিটার।

⇒ চাপের C.G.S এবং S.I একক কী? এদের মধ্যে সম্পর্ক কি?

উত্তর〉 চাপের C.G.S একক = dyn / `cm^2`

             চাপের S.I একক = N / `m^2` বা Pa (pascal)

1 Pa = 1 N / `m^2` = `\frac{1\ N}{1\ m^2}=\frac{10^5dyn}{(100)^2 cm^2}` =10 dyn / `cm^2`

   ∴ 1 N / `m^2` = 10 dyn / `cm^2`  বা     1 dyn / `cm^2` = `10^-1` N / `m^2` 

এছাড়া চাপের অন্যান্য একক গুলি হল  টর (torr), বার (bar), PSI (Pound per square inch)।

1 torr = 1 mm Hg

1 bar = `10^{5}` Pa = `10^{6}` dyn / `cm^2` 

⇒ প্রমাণ বায়ুমন্ডলীয় চাপ বলতে কী বোঝো? এর মান কত ?

উত্তর〉 প্রমাণ বায়ুমন্ডলীয় চাপ: `0^\circ` উষ্ণতায় `45^\circ` অক্ষাংশে গড় সমুদ্রপৃষ্ঠে 76 সেমি উঁচু পারদ স্তম্ভের চাপকে প্রমাণ বায়ুমন্ডলীয় চাপ বলা হয়।

প্রমাণ বায়ুমন্ডলীয় চাপ বা 1 atm 

                 = 76 cm Hg = 760 mm Hg 

                 = 760 torr [ ∴  1 torr = 1 mm Hg]

 = পারদ স্তম্ভের উচ্চতা (h) `\times` পারদের ঘনত্ব (d) `\times` অভিকর্ষ ত্বরণ (g)

                  = 76 `\times` 13.6 `\times` 980 dyn / `cm^2`

                   = 1.013 `\times` `10^6` dyn / `cm^2`

       = 1.013 `\times` `10^5` Pa [∴ 1 Pa =10 dyn/`cm^2`] 

                   = 1.013 bar [  ∴ 1 bar = `10^5` Pa]

                  = 1013 `\times` `10^{-3}` bar

        = 1013 milibar [ ∴ 1 milibar = `10^{-3}` bar]                                        

⇒ 1 Pa চাপ বলতে কী বোঝ ?

উত্তর〉 1 Pa চাপ: এক নিউটন বল প্রতি 1 বর্গমিটার ক্ষেত্রের উপর প্রযুক্ত হলে যে পরিমাণ চাপের সৃষ্টি হয় তাকে পাস্কাল বলে।

1 Pa = `\frac{1\ N}{1\ m^2}`

⇒ আয়তনের একক গুলি কী ?  এদের মধ্যে সম্পর্ক কি?

উত্তর〉 আয়তনের C.G.S একক = `cm^3`

             আয়তনের S.I একক =`m^3`

            1 `m^3` = `(100 cm)^3` = `10^6 cm^3`

এছাড়া আয়তনের অন্যান্য একক গুলি হল লিটার (L), মিলিলিটার (mL), ঘনডেসিমি (`dm^3`)

1 L = 1 `dm^3` = `10^3` `cm^3` = `10^3` mL

1 `m^3` = `10^6` `cm^3` = `10^3` `dm^3` = `10^3` L

⇒ বয়েলের সূত্রটি বিবৃত ও গাণিতিক রুপ লেখো।

উত্তর〉বয়েলের সূত্র: স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ওই গ্যাসের  চাপের সঙ্গে ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়।

গাণিতিক রূপ: মনে করি নির্দিষ্ট উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন V এবং চাপ P ।

ஃবয়েলের সূত্রানুসারে, 

                   V ∝ `\frac1P` [যখন গ্যাসের ভর ও উষ্ণতা স্থির]

              বা V = `\frac KP` [এখানে K হল একটি ধ্রুবক] 

              বা PV = K  

এখন স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের `P_1` চাপে আযতন `V_1` এবং `P_2` চাপে আয়তন `V_2` হলে বয়েলের সূত্র অনুযায়ী,

                                `P_1V_1` = `P_2V_2` 

⇒ বয়েলের সূত্রের ধ্রুবক দুটি কি কি ? 

উত্তর〉এই সূত্রে ধ্রুবক দুটি হলো 1) গ্যাসের উষ্ণতা এবং 2) গ্যাসের ভর।

⇒ গ্যাস সংক্রান্ত বয়েলের বিভিন্ন পরীক্ষার জন্য প্রয়োজনীয় পাম্প কে নির্মাণ করেন ?

উত্তর〉রবার্ট বয়েল এর সহকারী রবার্ট হুক।

⇒ স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের 1) P vs V বা V vs P 2) PV vs P বা PV vs V 3) V vs`\ frac1P` and P vs`\ frac1V` লেখচিত্র অঙ্কন করো।

উত্তর〉 1) P vs V লেখচিত্র: স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন V কে X অক্ষ বরাবর এবং চাপ P কে Y অক্ষ বরাবর বসিয়ে লেখচিত্র অঙ্কন করলে একটি সমপরাবৃত্ত (rectangular hyperbola) পাওয়া যায়। এই ধরনের লেখচিত্র কে সমোষ্ণ লেখ বলে।

এই প্রসঙ্গে উল্লেখ্য P vs V লেখচিত্র স্থির উষ্ণতায় V vs P লেখচিত্রের অনুরূপ।

2) PV vs P বা PV vs V লেখচিত্র: স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের চাপ P কে X-অক্ষ বরাবর এবং চাপ ও আয়তনের গুণফল PV-কে Y-অক্ষ বরাবর বসিয়ে লেখচিত্র অঙ্কন করলে লেখচিত্রটি P-অক্ষের  সমান্তরাল একটি সরলরেখা হবে।

আবার, স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের চাপ V কে X-অক্ষ বরাবর এবং চাপ ও আয়তনের গুণফল PV-কে Y-অক্ষ বরাবর বসিয়ে লেখচিত্র অঙ্কন করলে লেখচিত্রটি V-অক্ষের  সমান্তরাল একটি সরলরেখা হবে।

3) V vs`\ frac1P` বা P vs`\ frac1V` লেখচিত্র: স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের V vs`\ frac1P` বা P vs`\ frac1V`লেখচিত্র অঙ্কন করলে একটি মূলবিন্দুগামী সরলরেখার পাওয়া যায়।

⇒ বেলুন ফোলানোর সময় বেলুনের আয়তন ও চাপ উভয়ই বাড়তে থাকে। এক্ষেত্রে বয়েলের সূত্রটি কি লঙ্ঘিত হয়?

উত্তর〉স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ও চাপ পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক-এটি বয়েলের সূত্র। কিন্তু বেলুন ফোলানোর সময় গ্যাসের ভর বাড়তে থাকে অর্থাৎ  নির্দিষ্ট থাকে না তাই ক্ষেত্রে বয়েলের সূত্র প্রযোজ্য হবে না। সুতরাং এক্ষেত্রে বয়েলের সূত্র লঙ্ঘিত হওয়ার কোন প্রশ্নই ওঠে না। 

⇒ গভীর জলের তলদেশ থেকে বায়ু একটি বুদবুদ উপরের দিকে উঠতে থাকলে এর আয়তন ক্রমশ বাড়তে থাকে এর কারণ কি?

উত্তর〉 বায়ুর বুদবুদ গভীর জলের তলদেশ থেকে  উপরের দিকে উঠতে থাকলে  জলের চাপ ক্রমশ কমতে থাকে।ধরা যাক জলের তাপমাত্রা সর্বত্র অভিন্ন।আবার বয়েলের সূত্রানুসারে স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ও চাপ পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক।  তাই বুদবুদের ওপর চাপ ক্রমশ কমতে থাকায়, তার আয়তন ক্রমশ বাড়তে থাকে।

⇒ একটি `H_2` গ্যাস পূর্ণ বেলুনের আকার উচ্চতা বৃদ্ধির সঙ্গে সঙ্গে বৃদ্ধিপ্রাপ্ত হয় কেন?

উত্তর〉ভূপৃষ্ঠ থেকে যত উপরে ওঠা যায় বায়ুচাপ তত কমতে থাকে। বয়েলের সূত্র অনুযায়ী স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের উপর প্রযুক্ত চাপ কমলে আয়তন বেড়ে যায়। একটি বেলুন যতই উঁচুতে উঠতে থাকে বেলুনের উপর বায়ুর দ্বারা প্রযুক্ত চাপের মান ততই কমতে থাকে, ফলে বেলুনের আয়তন বৃদ্ধি পায়।

⇒ স্থির উষ্ণতায় গ্যাসের চাপের সঙ্গে ঘনত্বের সম্পর্ক নির্ণয় করো।

উত্তর〉ধরা যাক স্থির উষ্ণতায় m ভর বিশিষ্ট একটি গ্যাসের চাপ P আয়তন V ও ঘনত্ব d ।

বয়েলের সূত্রানুসারে PV = k (ধ্রুবক)  [যখন গ্যাসের ভর ও উষ্ণতা স্থির] 

এখন, ঘনত্ব (d) = `\frac mV`

ஃ PV = k বা,  P `\times` `\frac md` = k   বা   `\frac Pd` = `\frac km`

ஃ `\frac Pd` =  ধ্রুবক বা P  ∝ d

সুতরাং স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের ঘনত্ব গ্যাসটির  চাপের সঙ্গে সমানুপাতিক।

⇒ চার্লসের সূত্রটি বিবৃত ও ব্যাখ্যা করো।

উত্তর〉চার্লসের সূত্রঃ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন প্রতি 1℃ উষ্ণতা বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য 0℃ উষ্ণতায় ওই গ্যাসের যে আয়তন তার `\frac1{273}` অংশ বৃদ্ধি বা হ্রাস পায়।

ব্যাখ্যাঃ মনে করি স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের 0℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_0` এবং t℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_t`, চার্লসের সূত্র অনুযায়ী---

 1℃ উষ্ণতা বৃদ্ধির জন্য আয়তন বৃদ্ধি = `\frac{V_0}{273}`

 t℃ উষ্ণতা বৃদ্ধির জন্য আয়তন বৃদ্ধি = `\frac{V_0t}{273}`

 ஃ t℃ উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন (`V_t`) = `V_0+\frac{V_0t}{273}`

                                   বা `V_t` = `V_0` `\left(1+\frac t{273}\right)`

এটি হলো চার্লসের সূত্রের গাণিতিক রূপ।

গ্যাসের উষ্ণতা t℃  কমলে যদি গ্যাসের আয়তন `V_-t` হয় তবে

                          `V_-t` = `V_0` `\left(1-\frac t{273}\right)`

⇒ চার্লসের সূত্রের ধ্রুবক দুটি কি কি ?

উত্তর〉এই সূত্রে ধ্রুবক দুটি হলো 1) গ্যাসের চাপ এবং 2) গ্যাসের ভর।

⇒ স্থির চাপে আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক কাকে বলে? এর মান কত?

উত্তর〉স্থির চাপে আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কঃ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের উষ্ণতা 0°C সেলসিয়াস থেকে 1°C বাড়ালে প্রতি একক আয়তনে যে আয়তন প্রসারণ হয় তাকে আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক বলে।

⬜ গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কের মান `\frac1{273}^\circC^{-1}`।

⇒ বয়েল ও চার্লসের সূত্র বিবৃত করার সময় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের কথা উল্লেখ কেন করা হয় ?

উত্তর〉গ্যাসের আয়তন ও চাপ গ্যাসের ভরের উপর নির্ভরশীল। গ্যাসের ভরের পরিবর্তন ঘটলে গ্যাসের আয়তন ও চাপের পরিবর্তন হয়। এজন্য বয়েল ও চার্লসের সূত্র বিবৃত করার সময় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের কথা উল্লেখ করা হয়।

⇒ কোন গ্যাসের আয়তন উল্লেখ করার সময় গ্যাসের চাপ ও উষ্ণতা উল্লেখ করতে হয় কেন ?

উত্তর〉নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন গ্যাসের চাপ ও উষ্ণতা উভয়ের উপর নির্ভরশীল। উষ্ণতা ও চাপের মধ্যে যেকোনো একটি বা উভয়ের পরিবর্তন হলে গ্যাসের আয়তন পরিবর্তিত হয়। তাই গ্যাসের আয়তন বলার সময় চাপ ও উষ্ণতা উভয়ের উল্লেখ করতে হয়।

⇒ চার্লসের সূত্র থেকে পরমশূন্য উষ্ণতার ধারণা কিভাবে পাওয়া যায় ?

উত্তর〉মনে করি স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের 0℃উষ্ণতায় আয়তন `V_0` এবং t℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_t`

ஃ চার্লসের সূত্র অনুযায়ী,  `V_t` = `V_0` `\left(1+\frac t{273}\right)`

এখন t = -273 ℃  হলে,  

   `V_-273`= `V_0` `\left(1+\frac{-273}{273}\right)` = 0

অর্থাৎ -273℃উষ্ণতায় স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের যে-কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়। এইজন্য -273 ℃ উষ্ণতাকে পরম শূন্য উষ্ণতা বলে।

⇒ পরম শূন্য উষ্ণতা বলতে কী বোঝো ? এর মান কত ?

উত্তর〉পরম শূন্য উষ্ণতা: চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, স্থির চাপে যে নির্দিষ্ট উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায় সেই উষ্ণতাকে পরম শূন্য উষ্ণতা বলা হয়।

≻পরমশূন্য উষ্ণতার মান (-273 ℃ )। সঠিকভাবে পরিমাপ করলে পরমশূন্য উষ্ণতার মান (-273.15 ℃ ) পাওয়া যায়।

⇒ পরম শূন্য উষ্ণতাকে পরম বলা হয় কেন ?

উত্তর〉পরমশূন্য উষ্ণতার মান 1) গ্যাসের প্রকৃতি, পরিমাণ, প্রাথমিক চাপ ও আয়তনের উপর নির্ভর করে না। 2) পরমশূন্য উষ্ণতায় স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের যে-কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়। 3) মহাবিশ্বে এর চেয়ে কম উষ্ণতা পাওয়া সম্ভব নয়। এসব কারণে পরম শূন্য উষ্ণতাকে পরম বলা হয়।

⇒ উষ্ণতার পরম স্কেল বলতে কী বোঝো ? একে কেলভিন স্কেল বলা হয় কেন ?

উত্তর〉উষ্ণতার পরম স্কেলঃ পরম শূন্য উষ্ণতাকে শূন্য ধরে এবং উষ্ণতার প্রতি ডিগ্রি ব্যবধানকে 1 ডিগ্রি সেলসিয়াসের (1 ℃ ) সমান করে মেপে উষ্ণতার যে স্কেল পাওয়া যায় তাকে উষ্ণতার পরম স্কেল বলা হয়।

≻ বিজ্ঞানী লর্ড কেলভিন উষ্ণতায় পরম স্কেলের ধারণা প্রবর্তন করেন তাই তার নাম অনুসারে এই স্কেলকে কেলভিন স্কেল বলা হয়।

⇒ উষ্ণতার কেলভিন স্কেল ও সেলসিয়াস স্কেলের মধ্যে কোনটি বেশি মৌলিক ও কেন?

উত্তর〉 উষ্ণতার কেলভিন স্কেল বেশি মৌলিক। কারণ, সেলসিয়াস স্কেলের শূন্য মান একটি পদার্থের ভৌত অবস্থার (বিশুদ্ধ বরফের গলনাঙ্ক বা বিশুদ্ধ জলের হিমাঙ্ক) উপর নির্ভরশীল। কিন্তু কেলভিন স্কেলের শূন্য মানটি হলাে মহাবিশ্বের সর্বনিম্ন উষ্ণতা। এই মানটি কোনাে পদার্থের প্রকৃতি, ভর, চাপ, আয়তনের বা অন্যান্য ভৌত অবস্থার উপর নির্ভরশীল নয়। তাই এটি বেশি মৌলিক।

⇒ সেলসিয়াস ও কেলভিন স্কেলের উষ্ণতার মধ্যে সম্পর্ক কি ?

উত্তর〉 কোন বস্তুর উষ্ণতার পাঠ সেলসিয়াস স্কেল অনুযায়ী t ℃ এবং কেলভিন স্কেল অনুযায়ী T K হলে,    T = t + 273

অর্থাৎ পরম উষ্ণতা = সেলসিয়াস স্কেলের উষ্ণতা + 273

⇒ উষ্ণতার পরম স্কেল অনুযায়ী চার্লসের সূত্রের বিকল্প রূপটি লেখ ।

অথবা, দেখাও যে স্থির চাপে কোনো গ্যাসের আয়তন তার পরম উষ্ণতার সমানুপাতিক হয়।

 উত্তর〉মনে করি স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের 0℃উষ্ণতায় আয়তন `V_0` এবং t℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_t`

ஃ চার্লসের সূত্র অনুযায়ী,  `V_t` = `V_0` `\left(1+\frac t{273}\right)`

                                         =  `V_0` `(\frac{t+273}{273})`    

                                        = `\frac{V_0T}{273}` [ T = t + 273 ]

0℃ উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন `V_0` নির্দিষ্ট হয়।

অতএব, `\frac{V_0}{273}` = ধ্রুবক।

অতএব V = ধ্রুবক X T  বা V∝ T  

অর্থাৎ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন ওর পরম উষ্ণতার সমানুপাতিক হয়। 

এটি হলো উষ্ণতার পরম স্কেল অনুযায়ী চার্লসের সূত্র।

                                                      

⇒ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের 1) V বনাম t (℃) ও 2) V বনাম T (K)  লেখচিত্র অঙ্কন করো।

উত্তর〉1) V vs t (℃)  লেখচিত্র :

স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের ক্ষেত্রে V vs t (℃) লেখচিত্র একটি সরলরেখা হবে।সরলরেখাটি পিছনের দিকে বাড়ালে সেটি উষ্ণতা অক্ষকে একটি বিন্দুতে ছেদ করে। ঐ বিন্দুতে উষ্ণতার মান -273℃ ।

2)  V vs T  লেখচিত্র : স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের ক্ষেত্রে V vs T লেখচিত্রগুলি মূলবিন্দুগামী সরলরেখার হবে।

⇒ বয়েল ও চার্লসের সূত্রের সমন্বিত রূপটি প্রতিষ্ঠা করো।

উত্তর〉মনেকরি নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের চাপ = P আয়তন = V ও পরম উষ্ণতা = T

বয়েলের সূত্র অনুযায়ী, `Vprop1/P`  [যখন T স্থির থাকে ]

চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, `VpropT` যখন P স্থির থাকে।

ஃযৌগিক ভােদের সূত্র অনুযায়ী,

`VpropT/P` যখন P ও T উভয়ই পরিবর্তিত হয়।

বা, `V = K(T)/P` এখানে K হল একটি সমানুপাতিক ধ্রুবক।

বা, `PV = KT`--------------------(1)

বা, `(PV)/T = K` ----------------(2)

নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের `T_1` পরম উষ্ণতা চাপ `P_1` আয়তন `V_1` এবং `T_2` পরম   উষ্ণতা চাপ `P_2` আয়তন `V_2` হলে 1 নং সমীকরণ অনুযায়ী

`(P_1V_1)/T_1 = K` আবার `(P_2V_2)/T_2 = K` 

ஃ `\frac{P_1V_1}{T_1}` = `\frac{P_2V_2}{T_2}`

⇒ একটি আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে PV = KT সম্পর্কটি প্রতিষ্ঠিত করাে। [K = একটি ধ্রুবক, P, V, T চিহ্নগুলি প্রচলিত অর্থে ব্যবহৃত হয়েছে।] 

উত্তর〉মনেকরি নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের চাপ = P আয়তন = V ও পরম উষ্ণতা = T

বয়েলের সূত্র অনুযায়ী, `Vprop1/P`  [যখন T স্থির থাকে ]

চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, `VpropT` যখন P স্থির থাকে।

ஃযৌগিক ভােদের সূত্র অনুযায়ী,

`VpropT/P` যখন P ও V উভয়ই পরিবর্তিত হয়।

বা, `V = K(T)/P` এখানে K হল একটি সমানুপাতিক ধ্রুবক।

বা, `PV = KT`--------------------(1)

⇒ আদর্শ গ্যাস ও বাস্তব গ্যাস কাকে বলে? উদাহরণ দাও।

উত্তর〉আদর্শ গ্যাস : যে সব গ্যাস সকল চাপ ও উষ্ণতায় বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে, তাদের আদর্শ গ্যাস বলা হয়।

উদাহরণ: বাস্তবে আদর্শ গ্যাসের কোনো অস্তিত্ব নেই।

বাস্তব গ্যাস : যেসব গ্যাস বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে না, তাদের বাস্তব গ্যাস বলা হয়। উদাহরণ: `O_2`,`H_2`,`CO_2`,`N_2` ইত্যাদি।

⇒ কোন শর্তে বাস্তব গ্যাস ও আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে?

 উত্তর〉খুব নিম্নচাপ ও উচ্চ উষ্ণতায় বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের মত আচরণ করে।

⇒ মোলার আয়তন কাকে বলে? এর সীমাস্থ মান কত?

 উত্তর〉মোলার আয়তনঃ কোন নির্দিষ্ট উষ্ণতা ও চাপে 1 মোল পরিমাণ যে কোন গ্যাসীয় পদার্থের (মৌলিক বা যৌগিক) আয়তনকে ওই গ্যাসের মোলার আয়তন বলা হয়।

≻প্রমাণ উষ্ণতা ও চাপে মোলার আয়তনের সীমাস্থ মান 22.4 L/atm।

⇒ অ্যাভোগাড্রো সূত্রটি বিবৃত ও ব্যাখ্যা করো।

 উত্তর〉অ্যাভোগাড্রো সূত্রঃ একই চাপ উষ্ণতায় সমআয়তনবিশিষ্ট সমস্ত গ্যাসই (মৌলিক বা যৌগিক) সমান সংখ্যক অণু থাকে।

                                                অথবা,

স্থির উষ্ণতা ও চাপে কোনো গ্যাসের আয়তন গ্যাসটির মোল সংখ্যার সঙ্গে সমানুপাতিক।

ব্যাখ্যাঃস্থির চাপ ও উষ্ণতায় n মোল কোন গ্যাসের আয়তন V হলে অ্যাভোগাড্রো সূত্র অনুসারে,

  V ∝   n বা V = Kn, যেখানে K = ধ্রুবক। K-এর মান গ্যাসের চাপ ও উষ্ণতার উপর নির্ভর করে।

⇒ শুষ্ক বায়ু অপেক্ষা আদ্র বায়ু হালকা কেন?

উত্তর〉শুষ্ক বায়ুর প্রধান উপাদান `O_2` এবং `N_2` । কিন্তু আর্দ্র বায়ুর প্রধান উপাদান `O_2`,`N_2` এবং জলীয় বাষ্প।

`O_2` আণবিক ভর = (16`times`2) = 32 ஃ `O_2`বাষ্প ঘনত্ব = 32/2 = 16

`N_2`আণবিক ভর = (14`times`2) = 28 ஃ`N_2`বাষ্প ঘনত্ব = 28/2 = 14

জলীয় বাষ্পের আণবিক ভর = (2`times`1+16) = 18 ஃ জলীয় বাষ্পের বাষ্প ঘনত্ব = 18/2 =9

`O_2`এবং `N_2` অপেক্ষা জলীয় বাষ্পের বাষ্প ঘনত্ব কম। সুতরাং সমআয়তনের জলীয়বাষ্প, `O_2`এবং `N_2` অপেক্ষা হালকা। তাই শুষ্ক বায়ু অপেক্ষা আদ্র বায়ু হালকা।

⇒ বয়েল, চার্লস ও আভােগাড্রো সূত্রের সমন্বয়ে আদর্শ গ্যাস সমীকরণটি প্রতিষ্ঠা কর।
অথবা, n গ্রাম অণু গ্যাসের ক্ষেত্রে আদর্শ গ্যাসের অবস্থান সমীকরণ PV= nRT প্রতিষ্ঠা কর।

উত্তর〉মনেকরি T উষ্ণতায় এবং P চাপে n মোল কোন গ্যাসের আয়তন = V।

বয়েলের সূত্র অনুযায়ী, V ∝ `\frac1P` [যখন n ও T স্থির ]

চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, V∝ T [যখন n ও P স্থির]

এবং আভােগাড্রো সূত্র অনুযায়ী, V∝ n [যখন P ও T স্থির] 

ஃযৌগিক ভােদের সূত্র অনুযায়ী,

    V ∝  `\frac{nT}P` যখন P,T ও n সকলেই পরিবর্তিত হয়।

বা V = R `\frac{nT}P`  [R = ধ্রুবক]

বা PV = nRT --------(1)

(1) নং সমীকরণটিকে আদর্শ গ্যাস সমীকরণ বলে।

⇒ আদর্শ গ্যাস সমীকরণ থেকে কোনো গ্যাসের আণবিক ভর কিভাবে নির্ণয় করা যায় ?

অথবা PV = nRT  সমীকরণ থেকে কোনো গ্যাসের আণবিক ভর কিভাবে নির্ণয় করবে।

উত্তর〉আমরা জানি, n মোল কোনো আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণটিকে হল,

                                      PV = nRT--------(1) 

যেখানে, P = গ্যাসের চাপ, V = গ্যাসের আয়তন, T = গ্যাসের উষ্ণতা।

এখন গ্যাসের ভর = W g ও মোলার ভর = M g `mol^-1` হলে মোল সংখ্যা n = `\frac WM`

ஃ 1 নং সমীকরণ থেকে পাই------

                  PV = `\frac WM`RT

              বা PM = `\frac WV`RT

              বা M = `\frac{WRT}{PV}` 

⇒ আদর্শ গ্যাস সমীকরণ থেকে কোনো গ্যাসের ঘনত্ব কিভাবে নির্ণয় করা যায়?

উত্তর〉 আমরা জানি, n মোল কোনো আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণটিকে হল, 

                                     PV = nRT-------(1) 

যেখানে, P = গ্যাসের চাপ, V = গ্যাসের আয়তন, T = গ্যাসের উষ্ণতা।

এখন গ্যাসের ভর = W g ও মোলার ভর = M g `mol^-1` হলে মোল সংখ্যা n = `\frac WM`

ஃ 1 নং সমীকরণ থেকে পাই------

                  PV = `\frac WM`RT

              বা PM = `\frac WV`RT

              বা PM = dRT   [∵ ঘনত্ব d = `\frac WV`]

              বা d = `\frac{PM}{RT}`             

⇒ মোলার গ্যাস ধ্রুবক বা সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক বলতে কি বোঝো? 'R' কে সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক কেন বলা হয়?

উত্তর〉মোলার গ্যাস ধ্রুবক বা সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবকঃ 1 মোল গ্যাসের ক্ষেত্রে গ্যাসের চাপ ও আয়তনের গুণফল এর সঙ্গে কেলভিন স্কেলে উষ্ণতার অনুপাত সর্বদা ধ্রুবক থাকে। এই ধ্রুবকে মোলার গ্যাস ধ্রুবক বা সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক বলা হয়।

≻ 1 গ্রাম অণু পরিমান সকল আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে R এর মান সমান হয়। এর মান গ্যাসের ধর্ম বা প্রকৃতির উপর নির্ভর করে না। তাই R-কে সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক বলা হয়।

⇒ সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক এর মাত্রা ও একক নির্ণয় কর। 

উত্তর〉আমরা জানি,আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণটি হল, PV = nRT

ஃ R = `\frac{PV}{nT}`

                               P-এর মাত্রা`times`V-এর মাত্রা

ஃ R-এর মাত্রা     = ------------------------------------

                              n-এর মাত্রা`times`T-এর মাত্রা 

              =`\frac{ML^{-1}T^{-2}\times L^3}{mol\times K}`

              = `ML^{2}T^{-2}mol^-1 K^-1`

R-এর একক নির্ণয় ঃ

R-এর মাত্রা বিশ্লেষণ করে আমরা পাই------

R-এর মাত্রা = `ML^{2}T^{-2}mol^-1 K^-1`

                   = কার্যের মাত্রা `mol^-1 K^-1`

অতএব, SI-তে R-এর একক হল J `mol^-1 K^-1` এবং CGS-এ R-এর একক হল erg `mol^-1 K^-1`।

⇒ মোলার গ্যাস ধ্রুবক R-এর মান লেখ।

উত্তর〉R = 8.314 J `mol^-1 K^-1`

                = 8.314 `times` `10^7` erg `mol^-1 K^-1`

                = 0.082 L atm `mol^-1 K^-1`

                = 1.987 cal `mol^-1 K^-1` 

⇒ গ্যাসের গতিতত্ত্বের স্বীকার্য গুলি উল্লেখ করো।

উত্তর〉গ্যাসের গতিতত্ত্বের স্বীকার্য গুলি হল----

১) প্রত্যেকটি গ্যাস অসংখ্য অণু দিয়ে গঠিত। একই গ্যাসের অণুগুলি একই রকম।

২) গ্যাসের অণুগুলির নিরেট গোলাকার ও স্থিতিস্থাপক হয়।

৩) গ্যাসের অণুগুলির সর্বদা গতিশীল অবস্থায় থাকে। এই গতি অবিরাম অনিয়মিত বিশৃঙ্খলা এবং সম্পূর্ণ এলোমেলো।

8) গ্যাস অণুগুলির মোট আয়তন পাত্রের আয়তনের তুলনায় নগণ্য।

৫) গ্যাসের অণুগুলির মধ্যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল কাজ করে না।

৬) গ্যাসের অণুগুলির স্থিতিস্থাপক হওয়ার ফলে ধাক্কা সত্ত্বেও অণুগুলির মোট ভরবেগ ও গতিশক্তি কোন পরিবর্তন হয় না।

৭) গ্যাসের অণুগুলির কোনো স্থিতিশক্তি নেই ।এদের সম্পূর্ণ শক্তি গতিশক্তি।

৮) গ্যাস অণুগুলির গড় গতিশক্তি গ্যাসের পরম উষ্ণতার সঙ্গে সমানুপাতিক হয়। 

 

⇒ আদর্শ আচরণ থেকে বাস্তব গ্যাস গুলির বিচ্যুতির কারণ গুলি লেখ।

উত্তর〉আদর্শ আচরণ থেকে বাস্তব গ্যাস গুলির বিচ্যুতির কারণ গুলি হল--

১) বাস্তব গ্যাসের অনুগুলির সসীম আয়তনঃ বাস্তব গ্যাসের অনুগুলির আকারে ক্ষুদ্র হলেও প্রতিটি অনুর একটি নির্দিষ্ট আয়তন আছে। তাই গ্যাস পাত্রের আয়তনের তুলনায় গ্যাসের অনুগুলির মোট আয়তনকে উপেক্ষা করা যায় না।

২) আন্তঃরাণবিক আকর্ষণ বলঃ বাস্তব গ্যাসের অনুগুলি পরস্পরকে আকর্ষণ করে। এই আকর্ষণ বলের জন্য বাস্তব গ্যাসের দ্বারা পাত্রের দেওয়ালের উপর প্রযুক্ত চাপের মান কিছুটা কম হয়।

⇒ উদাহরণসহ গে-লুসাকের সূত্রটি বিবৃত করাে। 

উত্তর〉গে-লুসাকের সূত্রঃ একই চাপ উষ্ণতায় দুই বা ততোধিক গ্যাসীয় পদার্থের রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক গ্যাস গুলির আয়তন অনুপাতে থাকে বিক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন পদার্থ গ্যাসীয় হয় তবে একই চাপ উষ্ণতায় উৎপন্ন গ্যাসের আয়তন বিক্রিয়ক গ্যাসের আয়তন এর সঙ্গে সরল অনুপাত থাকবে।

উদাহরণঃ বাস্তব পরীক্ষায় দেখা যায় একই চাপ উষ্ণতায় 1 আয়তন `N_2` তিন আয়তন `H_2` সঙ্গে বিক্রিয়া করে 2 আয়তন `NH_3` গ্যাস উৎপন্ন করে।

     `N_2`      +       3`H_2` 一一一一＞2 `NH_3`

1 আয়তন         3 আয়তন                    2 আয়তন 

এক্ষেত্রে `N_2`, `H_2` এবং `NH_3` এর অনুপাত হল 1: 3 : 2--- এটি একটি সরল অনুপাত।

⇒ গ্যাসের ব্যাপন কাকে বলে? 

 উত্তর〉গ্যাসের ব্যাপনঃ যে ধর্মের জন্য বাইরের কোন সাহায্য ছাড়া দুই বা ততোধিক গ্যাস তাদের ঘনত্ব ও আণবিক গুরুত্ব নির্বিশেষে স্বতঃস্ফূর্তভাবে পরস্পরের সাথে মিশে সমসত্ত্ব‌ গ্যাস মিশ্রণ তৈরি করে তাকে গ্যাসের ব্যাপন বলে।

⇒ গ্যাসের আয়তনের ওপর চাপের প্রভাব ব্যাখ্যা করাে।

উত্তর〉বয়েলের সূত্রানুসারে স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ওই গ্যাসের  চাপের সঙ্গে ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ ‌স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের উপর চাপ বাড়ালে তার আয়তন কমে এবং চাপ কমলে তার আয়তন বাড়ে। তবে গ্যাসটির উষ্ণতা সংকট উষ্ণতা নিচে থাকলে চাপ খুব বাড়ালে গ্যাসকে তরলে পরিণত হয়।

আপনাকে অসংখ্য ধন্যবাদ সময় করে আমাদের এই "দশম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান গ্যাসের আচরণ নোটস। WBBSE class 10 physical science behaviour of gases notes." পােস্টটি পড়ার জন্য। এই ভাবেই PhysicsinBengali ওয়েবসাইটের পাশে থাকুন।

Tags: দশম শ্রেণী, ভৌত বিজ্ঞান, পরিবেশের জন্য ভাবনা, M.C.Q প্রশ্নোত্তর, দশম শ্রেণী ভৌত বিজ্ঞান পরিবেশের জন্য ভাবনা M.C.Q প্রশ্নোত্তর, WBBSE, class 10, physical science, concern about our environment, WBBSE Class 10 Physical Science Concern About Our Environment M.C.Q questions and answers.দশম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান গ্যাসের আচরণ নোটস। WBBSE class 10 physical science behaviour of gases notes.