আদর্শ গ্যাস সূত্র

আদর্শ গ্যাস সূত্র হল আদর্শ গ্যাস সম্পর্কিত একটি সমীকরণ, প্রথম উল্লেখ করেন বেনোয়া পল এমিল ক্ল্যাপিরন ১৮৩৪ সালে। এটি মূলত চার্লসের সুত্র ও বয়েল এর সুত্রের সমন্বয়ে তৈরি।

এ সূত্রের সাহায্যে একটি গ্যাসের অবস্থাকে তার চাপ, আয়তন ও তাপমাত্রার মাধ্যমে একটি সমীকরণের সাহায্যে প্রকাশ করা হয়:

$\ pV=nRT$

যে সকল গ্যাস সকল তাপমাত্রা ও চাপে এই সমীকরণ মেনে চলে তারাই আদর্শ গ্যাস ৷ প্রকৃতিতে অবশ্য এমন কোনো গ্যাসের অস্তিত্ব নেই যা প্রকৃতপক্ষে আদর্শ ৷ উচ্চতাপমাত্রা ও নিম্নচাপে সকল গ্যাসই আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে ৷ আদর্শ গ্যাসের আচরণ থেকেই আমরা বাস্তব গ্যাসে সম্পর্কে ধারণা পেতে পারি ৷ তাই আমরা সকল গ্যাস সমীকরণ আদর্শ গ্যাসের উপর ভিত্তি করে প্রতিপাদন করি ৷

যেহেতু pV = nRT সেহেতু p সমানুপাতিক n ৷ কারণ চাপের পরিমাণ কমে গেলে আবদ্ব কোনো গ্যাসের মোল সংখ্যা তথা পরিমাণ কমে যায় ৷

যেখানে

$\ p$ পরম চাপ [Pa],

$\ V$ গ্যাস সংরক্ষণকারী পাত্রের আয়তন [m³] যা $n\,$ মোল গ্যাস ধারণ করে আছে,

$\ n$ গ্যাসীয় পদার্থের পরিমাণ [mol],

$\ R$ গ্যাস ধ্রুবক [8.314 472 m³•Pa•K⁻¹•mol⁻¹],

$\ T$ কেলভিন স্কেলে তাপমাত্রাs [K].

আদর্শ গ্যাস ধ্রুবকের মান সূত্রে ব্যবহৃত এককসমূহের উপর নির্ভরশীল। উপরে উল্লেখিত ৮.৩১৪৪৭২ মানটি এসআই একক অনুযায়ী প্যসকেল কিউবিক মিটার/কেলভিন, যা জুল পার মোল পার কেলভিনের সমান J mol^-1 K⁻¹)। R এর আরেকটি মান হল 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹)। প্রতিটি আলাদা এককের জন্য R এর আলাদা মান আছে। এদের কয়েকটি হল...

R = ৮.৩১৪৪৭২ m³·Pa·K^-1·mol^-1

R = ০.০৮২০৫৭৮৪ L·atm·K^-1·mol^-1

R = ৬২.৩৬৩৭ L·mmHg·K^-1·mol^-1

R = ১০.৭৩১৬ ft³·psi·°R^-1·lb-mol^-1

আদর্শ গ্যাস সূত্র মৌলিক গ্যাসের ক্ষেত্রে উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্নচাপে প্রযোজ্য। এর কারণ এই সূত্র অণূর আকার ও আন্তঃআণবিক শক্তিকে উল্লেখ করে না। বেশি আয়তনের ক্ষেত্রে অণুসমূহের আকার নগণ্য হলেও আয়তনের হ্রাস ও তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে তার প্রভাব বৃদ্ধি পেতে থাকে।