වායු පදාර්ථයේ හැසිරීම (4 කොටස)

…………වායු පදාර්ථයේ හැසිරීම (4 කොටස).......... 

 මා මෙම පරිච්ඡේදයෙන් සාකච්ඡා කිරීමට බලාපොරොත්තු වනුයේ , වායුවක චිචල්‍යයන් හතර එනම්, පීඩනය, උෂ්ණත්වය , පරිමාව, සහ ස්කන්ධය යන සාධක හතර අතර පවතින සම්බන්ධතාවය නැතහොත් පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය පිළිබඳවයි. පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය පහත පරිදි දැක්විය හැකිය.

                       PV = nRT

දැන් අපි ඉහත සමීකරණයේ සංකේත පිළිබඳව යම් අදහසක් ලබා ගනිමු.

P - වායුවේ පීඩනය

V - වායුවේ පරිමාව

n - වායු මවුල ගණන

R - සර්වත්‍ර වායු නියතය

T - නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය

මෙහි සර්වත්‍ර වායු නියතයෙහි අගය කෙල්විනයට මවුලයට ජූල් 8.314 වේ. නමුත් පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය භාවිතා කිරීමේදී සර්වත්‍ර වායු නියතයේ අගය ඉහත ඒකක වලින් ආදේශ කරන්නේ නම් වායුවේ පරිමාව සහ පීඩනය සම්මත ඒකක වලින් ආදේශ කිරීමට (එනම් පරිමාව ඝන මීටර් වලින්ද පීඩනය වර්ග මීටරයට නිව්ටන් වලින් ද ආදේශ කිරීමට) වග බලා ගත යුතුය.

                                                මෙම සමීකරණය භාවිතයෙන් එනම් පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය භාවිතයෙන් අප ඉහත දී ව්‍යුත්පන්න කළ චාල්ස් නියමය, බොයිල් නියමය, සහ අවස්ථා සමීකරණය යනාදිය පමණක් නොව පරිපූර්ණ වායුවක් සම්බන්ධ තවත් වැදගත් සම්බන්ධතා කීපයක් ද ව්‍යුත්පන්න කළ හැකිය.

යම් මූලද්‍රව්‍යක හෝ සංයෝගයක මවුල ගණන, එම පදාර්ථයේ යම් ස්කන්ධයක් එම පදාර්ථයේ මවුලික ස්කන්ධයෙන් බෙදූ විට ලැබෙන බව  අපි දනිමු.

එබැවින් ඉහත සමීකරණය පහත පරිදි සකසා ගත හැකිය.

PV = (m/M)RT

මෙහි m යනු පරිපූර්ණ වායු ස්කන්ධයද M යනු වායුවේ මවුලික ස්කන්ධයද වේ.

තවද යම් පදාර්ථයක ඝනත්වය, යම් පදාර්ථ ස්නන්ධයක් අදාල පරිමාවෙන් බෙදූ විට ලැබෙන බවද අපි දනිමු.

එබැවින් පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය පහත පරිදි සකසා ගත හැකිය.

PV = nRT

PV = (m/M)RT

PM = (m/V)RT

PM = dRT

මෙහි d යනු පරිපූර්ණ වායුවේ ඝනත්වය වේ.

යම් මූලද්‍රව්‍යක යම්කිසි මවුල ගණනක්, අදාල පරිමාවෙන් බෙදූ විට එහි සාන්ද්‍රණය ලැබෙන බව අපි දනිමු.

එබැවින් පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය පහත පරිදි සකසා ගත හැකිය.

PV = nRT

P = (n/V)RT

P = CRT

මෙහි C යනු පරිපූර්ණ වායුවේ සාන්ද්‍රණය වේ.

පරිපූර්ණ වායු සමීකරණයද ඉහත ලබාගත් සම්බන්ධතා ද උපයෝගී කර ගනිමින් විසඳිය හැකි සරල ගණිත ගැටලු කීපයක් පහත දැක්වේ.

01.උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 27 දී හා පීඩනය වායුගෝල පීඩන 1 ක පවතින පරිපූර්ණ වායුවක පරිමාව ඝන ඩෙසිමීටර 5 කි. එම වායු පරිමාවේ ස්කන්ධය ග්රෑම් 4 ක් වුණි නම් වායුවේ මවුලික ස්කන්ධය ගණනය කරන්න.

02.උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 25 දී හා පීඩනය වායුගෝල පීඩන 2 ක පවතින පරිපූර්ණ වායුවක පරිමාව ඝන මීටර 0.1 කි. එම වායු පරිමාවේ ස්කන්ධය ග්රෑම් 28 ක් වුණි නම් වායුවේ මවුලික ස්කන්ධය ගණනය කරන්න.

03.ලීටර 60 ක පරිමාවක් ඇති පරිපූර්ණ තත්ත්වයට ගෙනගිය ඔක්සිජන් වායු සාම්පලයක උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 25 දී පීඩනය රසදිය මිලි මීටර 700 ක් විය. එම වායුවේ පීඩනය රසදිය මිලි මීටර 560 දක්වා අඩු කිරීමට ඉවත් කළ යුතු ඔක්සිජන් වායු මවුල ගණන ගණනය කරන්න.ඒ ඇසුරින් ඉවත් කළ යුතු මවුල ප්‍රමාණය ග්රෑම් වලින් කොපමණ වේ දැයි අපෝහනය කරන්න.

04.උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 127 දී හා පීඩනය රසදිය මීටර 560 දී පවතින ඔක්සිජන් වායුවේ ඝනත්වය කොපමණ වේද? (මෙහිදී ඔක්සිජන් වායුව පරිපූර්ණ ලෙස හැසිරෙන බව උපකල්පනය කළ හැකිය. )

05.එක්තරා පරිපූර්ණ වායුවක සාපේක්ෂ අණුක ස්කන්ධය 44 කි. උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 25 දී එහි ඝනත්වය ලීටරයට ග්රෑම් 5 ක් වේ නම් එම අවස්ථාවේදී පරිපූර්ණ වායුවේ පීඩනය ගණනය කරන්න.

06.උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 30 දී හා පීඩනය වායුගෝල පීඩන 1.5 කදී පරිපූර්ණ තත්ත්වයට ගෙන ගිය මීතේන් වායු ග්රෑම් 8 ක් ගනු ලබන පරිමාව කොපමණ වේද?