यह लेख आदर्श गैस गुणों के बारे में चर्चा करता है। आदर्श शब्द का अर्थ कुछ ऐसा है जो सभी पहलुओं में परिपूर्ण है। हालांकि इस दुनिया में कुछ भी आदर्श नहीं है।
इंसान हों, जानवर हों या प्रकृति का कोई भी हिस्सा, कुछ भी आदर्श नहीं है। यह जीवन का तरीका है, बुरे के साथ ही हम अच्छा देख सकते हैं। आइए हम अपनी चर्चा को गैसों तक सीमित रखें। वास्तविक मामलों में केवल वास्तविक गैसें ही मौजूद होती हैं। कुछ गैसें ऐसी हैं जो लगभग आदर्श हैं। इस लेख में हम एक आदर्श गैस के गुणों के बारे में अध्ययन करेंगे और फिर वास्तविक गैसों के बारे में और अध्ययन करेंगे जो लगभग आदर्श हैं।
- हवा के आदर्श गैस गुण
- मीथेन के आदर्श गैस गुण
- Co2 . के आदर्श गैस गुण
- हीलियम के आदर्श गैस गुण
- नाइट्रोजन के आदर्श गैस गुण
- आर्गन के आदर्श गैस गुण
- प्रोपेन के आदर्श गैस गुण
- ऑक्सीजन के आदर्श गैस गुण
एक आदर्श गैस क्या है?
An आदर्श गैस को सैद्धांतिक गैस के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें कोई अंतर-कण अंतःक्रिया नहीं होती है लेकिन इसमें कई बिंदु कण होते हैं जो यादृच्छिक रूप से या ब्राउनियन गति का अनुसरण करते हैं।
वास्तव में आदर्श गैसें मौजूद नहीं होती हैं और केवल वास्तविक गैसें ही मौजूद होती हैं। आदर्श गैसें कुछ ऐसे नियमों का पालन करती हैं जिन्हें एक आदर्श गैस की मूल विशेषता माना जाता है। वास्तविक गैसें जो लगभग इन नियमों या विशेषताओं का पालन करती हैं, उन्हें भी आदर्श गैसें माना जाता है। आइए नीचे दिए गए अनुभाग में एक आदर्श गैस की विशेषताओं के बारे में अध्ययन करें।
छवि क्रेडिट: कमगली, आदर्श गैस कानून संबंध, सीसी द्वारा एसए 4.0
एक आदर्श गैस के लक्षण
आदर्श गैस के अभिलक्षण गैसों के गतिज सिद्धांत द्वारा दिए जाते हैं। ये विशेषताएँ नीचे अनुभाग में दी गई हैं-
- गैस के अणु ब्राउनियन गति का अनुसरण करते हैं और लगातार चलते रहते हैं।
- गैस के अणुओं द्वारा तय किया गया पथ एक सीधी रेखा का अनुसरण करता है और यह तब तक नहीं बदलता जब तक कि यह अन्य अणु या कंटेनर से न टकराए।
- अणुओं के बीच कोई अन्योन्यक्रिया नहीं होती है क्योंकि अणुओं के बीच कोई आकर्षक बल या प्रतिकारक बल कार्य नहीं करता है।
- गैस के कणों को बहुत छोटा या बिंदु द्रव्यमान माना जाता है। वे किसी भी मात्रा में मात्रा नहीं रखते हैं।
- इन बिंदु द्रव्यमानों के बीच टकराव लोचदार होते हैं। इस पूरी प्रक्रिया में ऊर्जा का संरक्षण होता है यानि इस प्रक्रिया में ऊर्जा का कोई लाभ या हानि नहीं होती है।
- समान ताप पर अणुओं की गतिज ऊर्जा समान होती है।
आदर्श गैस के प्रकार
आदर्श गैसों को तीन प्रमुख प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है। ये प्रकार नीचे अनुभाग में दिए गए हैं-
- शास्त्रीय या मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मान आदर्श गैस - इस प्रकार की गैस को आगे शास्त्रीय थर्मोडायनामिक आदर्श गैस और आदर्श क्वांटम बोल्ट्जमैन गैस में विभाजित किया गया है।
- आदर्श क्वांटम बोस गैस- इस प्रकार की गैस बोस-आइंस्टीन के आंकड़ों द्वारा नियंत्रित होती है और इन बोसॉन की ऊर्जा का वितरण बोस-आइंस्टीन वितरण के रूप में होगा।
- आदर्श क्वांटम फर्मी गैस- इस प्रकार की गैस Fermi-Dirac सांख्यिकी द्वारा नियंत्रित होती है और इन Fermions की ऊर्जा का वितरण Fermi-Dirac वितरण के रूप में होगा।
हवा के आदर्श गैस गुण
नीचे दी गई तालिका हवा के आदर्श गैस गुणों को दर्शाती है। वायु कई गैसों का मिश्रण है लेकिन यह एक आदर्श गैस की कुछ विशेषताओं का अनुसरण करती है।
एक गैस एक आदर्श गैस के रूप में व्यवहार करती है जब तापमान अधिक होता है और दबाव कम होता है। ऐसी परिस्थितियों में वायु एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है।
नीचे दी गई तालिका हवा के गुणों को दर्शाती है
दाढ़ द्रव्यमान- 28.97
गैस स्थिरांक- 0.287
सीपी- 1.005
सीवी- 0.718
मीथेन के आदर्श गैस गुण
मीथेन एक कार्बन यौगिक है जो एकल कार्बन परमाणु और चार हाइड्रोजन परमाणुओं से बंधा होता है। मीथेन के गुण नीचे दिए गए भाग में दिए गए हैं:
तापमान अधिक होने और दबाव कम होने पर गैस आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है। ऐसी परिस्थितियों में मीथेन एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करता है।
घनत्व- 0.657 किग्रा/एम3
गलनांक- -183 डिग्री सेल्सियस
क्वथनांक- -162 डिग्री सेल्सियस
क्रांतिक तापमान- 190.56 K
Co2 . के आदर्श गैस गुण
Co2 या कार्बन डाइऑक्साइड भी एक कार्बन यौगिक है जो एकल कार्बन परमाणु और दो ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधा होता है। हम मनुष्यों द्वारा सीएसआरबोन डाइऑक्साइड को बाहर निकाला जाता है। Co2 का उपयोग अग्निशामक के रूप में भी किया जाता है क्योंकि यह दहन का समर्थन नहीं करता है।
तापमान अधिक होने और दबाव कम होने पर गैस आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है। ऐसी परिस्थितियों में Co, एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है।
CO2 के आदर्श गैस गुण नीचे दिए गए अनुभाग में दिए गए हैं-
दाढ़ द्रव्यमान- 44.01
गैस स्थिरांक- 0.1889
सीपी - 0.846
सीवी- 0.657
हीलियम के आदर्श गैस गुण
हीलियम एक उत्कृष्ट गैस है और इसकी परमाणु संख्या 2 है। इसमें केवल एक कोश है जो इसमें दो इलेक्ट्रॉनों को फिट कर सकता है। हीलियम परमाणु स्थिर है क्योंकि खोल भरा हुआ है और न्यूनतम संभव ऊर्जा अवस्था में है।
तापमान अधिक होने और दबाव कम होने पर गैस आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है। ऐसी परिस्थितियों में हीलियम एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करता है।
हीलियम के आदर्श गैस गुण नीचे के भाग में दिए गए हैं-
दाढ़ द्रव्यमान - 4
गैस स्थिरांक- 2.07
सीपी- 5.9
सीवी- 3.11
नाइट्रोजन के आदर्श गैस गुण
नाइट्रोजन गैस एक रंगहीन रासायनिक तत्व है। इसमें कोई गंध नहीं होती है और यह प्रकृति में निष्क्रिय और गैर धातु है। नाइट्रोजन के आदर्श गैस गुण नीचे दी गई तालिका में दिए गए हैं।
तापमान अधिक होने और दबाव कम होने पर गैस आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है। ऐसी परिस्थितियों में नाइट्रोजन एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है।
दाढ़ द्रव्यमान- 28
गैस स्थिरांक- 0.29
सीपी- 1.039
सीवी- 0.743
आर्गन के आदर्श गैस गुण
नाइट्रोजन की तरह आर्गन भी एक रंगहीन और गंधहीन रासायनिक तत्व है। यह प्रकृति में ज्वलनशील और अघुलनशील है। यह नोबल गैस परिवार से संबंधित है जिसका सबसे बाहरी खोल पूरी तरह से भरा हुआ है जो परमाणु को अधिक स्थिर बनाता है।
तापमान अधिक होने और दबाव कम होने पर गैस एक आदर्श गैस के रूप में व्यवहार करती है। ऐसी परिस्थितियों में आर्गन एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करता है।
आर्गन के आदर्श गैस गुण नीचे अनुभाग में दिए गए हैं-
दाढ़ द्रव्यमान- 40
गैस स्थिरांक- 0.2081
सीपी- 0.52
सीवी- 0.31
ऑक्सीजन के आदर्श गैस गुण
ऑक्सीजन एक गैसीय रासायनिक तत्व है जो गंधहीन और रंगहीन भी होता है। इसके अलावा हम कह सकते हैं कि ऑक्सीजन दहन का समर्थन करता है, क्योंकि यह ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है और दहन के लिए ऑक्सीकरण एजेंट की आवश्यकता होती है। हम सभी जीवित रहने के लिए ऑक्सीजन लेते हैं।
तापमान अधिक होने और दबाव कम होने पर गैस आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है। ऐसी परिस्थितियों में ऑक्सीजन एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है।
ऑक्सीजन के आदर्श गैस गुण नीचे दिए गए भाग में दिए गए हैं:-
दाढ़ द्रव्यमान- 32
गैस स्थिरांक- 0.25
सीपी- 0.918
सीवी- 0.65
प्रोपेन के आदर्श गैस गुण
प्रोपेन अल्केन परिवार से संबंधित है। प्रोपेन एक कार्बन यौगिक है जिसमें तीन कार्बन परमाणु और आठवें हाइड्रोजन परमाणु बंधे होते हैं। यह एक बहुत ही अनूठा तत्व है क्योंकि प्रोपेन पर्यावरण के अनुकूल है।
तापमान अधिक होने और दबाव कम होने पर गैस आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है। ऐसी परिस्थितियों में प्रोपेन एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करता है।
प्रोपेन गैस के आदर्श गैस गुण नीचे अनुभाग में दिए गए हैं:-
दाढ़ द्रव्यमान- 44
गैस स्थिरांक- 0.1885
सीपी- 1.67
सीवी- 1.49
एक आदर्श गैस का दबाव तापमान संबंध
एक आदर्श गैस के लिए दबाव और तापमान नीचे दिए गए भाग में दिए गए समीकरण द्वारा एक दूसरे से संबंधित हैं-
पीवी = एनआरटी
कहा पे,
P आदर्श गैस का दाब है
V गैस का आयतन है
n गैस के मोल की संख्या है
R सार्वत्रिक गैस नियतांक है
T प्रणाली में गैस का तापमान है
नमस्ते...मैं अभिषेक खंभटा हूं, मैंने मैकेनिकल इंजीनियरिंग में बी.टेक. किया है। अपनी इंजीनियरिंग के पूरे चार वर्षों में, मैंने मानव रहित हवाई वाहनों को डिज़ाइन किया और उड़ाया है। मेरी विशेषता द्रव यांत्रिकी और थर्मल इंजीनियरिंग है। मेरा चौथे वर्ष का प्रोजेक्ट सौर प्रौद्योगिकी का उपयोग करके मानव रहित हवाई वाहनों के प्रदर्शन को बढ़ाने पर आधारित था। मैं समान विचारधारा वाले लोगों से जुड़ना चाहूंगा।