වායු පදාර්ථයේ හැසිරීම (5 කොටස)
…………වායු පදාර්ථයේ හැසිරීම (5 කොටස)..........
මෙම පරිච්ඡේදයෙන් මා සාකච්ඡා කිරීමට බලාපොරොත්තු වනුයේ පරිපූර්ණ වායුවක් පිළිබඳ විස්තර කෙරෙන තවත් වැදගත් වායු නියම කීපයක් සම්බන්ධවයි. ඒවා නම් ඇවගැඩ්‍රෝ නියමය සහ ඩෝල්ටන්ගේ ආංශික පීඩන නියමය ලෙස සඳහන් කළ හැකිය.
මුලින් ම අපි ඇවගැඩ්‍රෝ නියමය සඳහා අවධානය යොමු කරමු. ඇවගැඩ්‍රෝ නියමය පහත පරිදි වචනයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැකිය.
“පරිපූර්ණ වායුවක උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය නියත විට ,එම වායුවේ පරිමාව වායු මවුල ගණනට අනුලෝමව සමානුපාතික වේ. ”
ඇවගැඩ්‍රෝ නියමය පහත පරිදි ද වචනයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැකිය.
“පරිපූර්ණ වායුවක උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය නියත විට ,එම වායුවේ පරිමාව වායු අණු සංඛ්‍යාවට අනුලෝමව සමානුපාතික වේ. ”
ඉහත සඳහන් කළ ප්‍රකාශ පහත පරිදි ගණිතමය ප්‍රකාශන ලෙස ඉදිරිපත් කළ හැකිය.
පළමු අර්ථ දැක්වීමට අනුව,
පරිපූර්ණ වායුවක උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය නියත විට ,
V α n
දැන් අපි මෙම සම්බන්ධය ව්‍යුත්පන්න කරන ආකාරය බලමු.
ඕනෑම පරිපූර්ණ වායුවක් සඳහා PV = nRT බව අපි දනිමු.
ඇවගැඩ්‍රෝ නියමයට අනුව පරිපූර්ණ වායුවක උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය නියත විට ,
RT/P = නියතයක් වන බව පැහැදිලිය. එබැවින් ,
RT/P = k මෙහි k යනු නියතයකි .
එවිට,
V = kn
එමනිසා,
V α n
මෙම සම්බන්ධය වායුවක අවස්ථා දෙකක් සඳහා යොදා ගැනීමෙන් ,
V1/V2 = n1/n2 යන සම්බන්ධය ලබා ගත හැකිය. මෙම සම්බන්ධතාවයේ ඇති වැදගත්කම වනුයේ, වායු මිශ්‍රණයක පරිමා අතර අනුපාතය දන්නා විටෙක එම මිශ්‍රණයේ අන්තර්ගත එක් එක් වායුන්ගේ මවුල අනුපාතය ලබාගත හැකි වීමයි.
දෙවන අර්ථ දැක්වීමට අනුව,
පරිපූර්ණ වායුවක උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය නියත විට ,
V α N
දැන් අපි මෙම සම්බන්ධය ව්‍යුත්පන්න කරන ආකාරය බලමු.
ඕනෑම පරිපූර්ණ වායුවක් සඳහා PV = nRT බව අපි දනිමු.
ඇවගැඩ්‍රෝ නියමයට අනුව පරිපූර්ණ වායුවක උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය නියත විට ,
RT/P = නියතයක් වන බව පැහැදිලිය. එබැවින් ,
RT/P = k මෙහි k යනු නියතයකි .
එවිට,
V = kn
තවද n = N/L (N-වායු අණු සංඛ්‍යාව ,L-ඇවගැඩ්‍රෝ නියතය,)බව අපි දනිමු.
එබැවින් ,
V = kN/L වේ.
මෙහි L යනු ඇවගැඩ්‍රෝ නියතය බැවින් එයද නියත වේ.
එවිට,
V = kN
එමනිසා,
V α N
ඉහත ලබාගත් සම්බන්ධය වායුවක අවස්ථා දෙකක් සඳහා යොදා ගැනීමෙන් පහත සම්බන්ධය ලබා ගත හැකිය.
V1/V2 = N1/N2
මෙහි ඇති වැදගත්කම වනුයේ , වායු මිශ්‍රණයක පරිමා අතර අනුපාතය දන්නා විටෙක එම මිශ්‍රණයේ අන්තර්ගත එක් එක් වායුන්ගේ අණු සංඛ්‍යා අතර අනුපාතය ලබාගත හැකි වීමයි.
මා මීළඟට අවධානය යොමු කිරීමට බලාපොරොත්තු වනුයේ පරිපූර්ණ වායු සම්බන්ඹයෙන් වන තවත් ඉතා වැදගත් සම්බන්ධයක් වන ඩෝල්ටන්ගේ ආංශික පීඩන නියමය පිළිබඳවයි.
මෙය පහත ආකාරයට වචනයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැකිය.
“එකිනෙක හා ප්‍රතික්‍රියා නොකරන වායුන්ගෙන් සමන්විත වන පරිපූර්ණ වායු පද්ධතියක ,පද්ධතියේ මුලු පීඩනය එහි අන්තර්ගත එක් එක් වායුව මගින් ඇති කරන ආංශික පීඩනයන්ගේ එකතුවට සමාන වේ. ”
මෙම සම්බන්ධතාවය පහත පරිදි ව්‍යුත්පන්න කළ හැකිය.
ඕනෑම පරිපූර්ණ වායුවක් සඳහා PV = nRT බව අපි දනිමු.
එකිනෙක හා ප්‍රතික්‍රියා නොකරන වායුන්ගෙන් සමන්විත වන පරිපූර්ණ වායු පද්ධතියක, A,B,C වායු තුනක් ඇතුළත්කර ඇති බවද, එකී පද්ධතිය තුළ අන්තර්ගත එක් එක් වායු මවුල ප්‍රමාණය පිළිවෙලින්
nA,nB,nC යැයිද ඇති කරන ආංශික පීඩන පිළිවෙලින් PA,PB,PC යැයිද ගනිමු.
A වායුව සඳහා PV = nRT යෙදීමෙන්,
(PA)V = (nA)RT
(nA) = (PA)V/ RT……………………………I
B වායුව සඳහා PV = nRT යෙදීමෙන්,
(PB)V = (nB)RT
(nB) = (PB)V/ RT……………………………II
C වායුව සඳහා PV = nRT යෙදීමෙන්,
(PC)V = (nC)RT
(nC) = (PC)V/ RT……………………………III
සමස්ථ පද්ධතිය සඳහා PV = nRT යෙදීමෙන්,
(PT)V = (nT)RT
(nT) = (PT)V/ RT……………………………III
තවද,nA + nB + nC = nT වේ. (nT= පද්ධතියේ මුලු වායු මවුල ගණන)
එබැවින් ඉහත I,II,III න් ,
(PA)V/ RT + (PB)V/ RT + (PC)V/ RT = (PT)V/ RT
පොදු පද කපා හැරීමෙන්,
PA + PB +PC = PT බව ලැබේ.
ආංශික පීඩන පහත පරිදි ද ගණනය කළ හැකිය.
ආංශික පීඩනය = මවුල භාගය X මුලු පීඩනය
ඉහත ලබාගත් සම්බන්ධතා භාවිත කරමින් විසඳිය හැකි සරල ගණිත ගැටලු කීපයක් පහත දැක්වේ.
01.එක්තරා පරිපූර්ණ වායු මිශ්‍රණයක පරිමාව අනුව කාබන් ඩයොක්සයිඩ් 20% ක් ද නයිට්‍රජන් 40 % ක් ද, ඔක්සිජන් ද පවතී.මෙම වායු මිශ්‍රණයේ මුලු පීඩනය රසදිය මිලි මීටර 700 ක් වේ නම් එක් එක් වායුවේ ආංශික පීඩන සොයන්න.
02.උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 27 දී හා ලීටර 5 ක පරිමාවක් තුළ හයිඩ්‍රජන් සහ නයිට්‍රජන් වායු පවතී. මෙම පද්ධතිය තුළ හයිඩ්‍රජන් හි මවුල භාගය 0.2 කි. නයිට්‍රජන් හා හයිඩ්‍රජන් හි ආංශික පීඩන අතර අනුපාතයද, පද්ධතිය තුළ හයිඩ්‍රජන් ග්රෑම් 0.5 ක් තිබුණි නම් උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 60 දී පද්ධතියේ මුලු පීඩනය ද ගණනය කරන්න.
