വാതകത്തിന്റെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം
മർദ്ദത്തിനു പുറമേ, വാതകത്തിന്റെ മാക്രോസ്കോപ്പിക് ഗുണങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന അളവുകളിൽ ഒന്നാണ് താപനില (T). വാതകങ്ങളുടെ ഗതിക സിദ്ധാന്തം എന്ന വിഷയത്തിൽ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ വാതക മർദ്ദ സമവാക്യം വീണ്ടും എഴുതിയിരിക്കുന്നു:
ആദർശ വാതക നിയമം എന്ന വിഷയത്തിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ആദർശ വാതക നിയമ സമവാക്യം വീണ്ടും എഴുതിയിരിക്കുന്നു:
PV = NkT → സമവാക്യം b
സമവാക്യം a യും സമവാക്യം b യും പരിഗണിക്കുക. ഇടതുവശങ്ങൾ തുല്യമാണ്, അതേസമയം വലതുവശങ്ങൾ ഏതാണ്ട് തുല്യമാണ്. ഇടതുവശങ്ങൾ തുല്യമായതിനാൽ, രണ്ട് സമവാക്യങ്ങളും സംയോജിപ്പിക്കാം:
ഇടതും വലതും വശങ്ങളെ 3/2 കൊണ്ട് ഗുണിച്ചാൽ ഈ സമവാക്യം ഇതിലേക്ക് മാറും:
വാതക തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി വിവർത്തന ഗതികോർജ്ജത്തിന് താപനില നേരിട്ട് ആനുപാതികമാണ്. താപനില കൂടുന്തോറും ശരാശരി വിവർത്തന ഗതികോർജ്ജം കൂടും, നേരെമറിച്ച്, താപനില കുറയുന്തോറും ശരാശരി വിവർത്തന ഗതികോർജ്ജം കുറയും. തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി വിവർത്തന ഗതികോർജ്ജത്തിന്റെ അളവാണ് താപനില എന്ന് നമുക്ക് നിഗമനം ചെയ്യാം.
കേവല താപനിലയും വിവർത്തന ഗതികോർജ്ജവും തമ്മിലുള്ള സമവാക്യം 2 മറ്റൊരു രൂപത്തിൽ എഴുതാം:
ഒന്നാമതായി, വിവർത്തന ചലനത്തിന് വിധേയമാകുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെയോ തന്മാത്രയുടെയോ ഗതികോർജ്ജമാണ് വിവർത്തന ചലനം. വിവർത്തന ചലനം രേഖീയമോ ചരിഞ്ഞതോ പരാബോളിക് ആകാം. അതിന്റെ പ്രതിരൂപം ഭ്രമണ ഗതികോർജ്ജമാണ്. ഭ്രമണ ചലനത്തിന് വിധേയമാകുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെയോ തന്മാത്രയുടെയോ ഗതികോർജ്ജമാണ് ഭ്രമണ ഗതികോർജ്ജം.
രണ്ടാമതായി, മുകളിലുള്ള സമവാക്യത്തിലെ ശരാശരി വിവർത്തന ഗതികോർജ്ജം മോണറ്റോമിക് വാതകങ്ങൾക്ക് മാത്രമേ ബാധകമാകൂ. മോണറ്റോമിക് വാതകങ്ങളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ He (ഹീലിയം), Ar (ആർഗൺ) മുതലായവയാണ്. മോണറ്റോമിക് വാതകങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ഡയറ്റോമിക് വാതകങ്ങളും ഉണ്ട്. ഡൈറ്റോമിക് വാതകങ്ങളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ O 2 (ഓക്സിജൻ), N 2 (നൈട്രജൻ), CO (കാർബൺ മോണോക്സൈഡ്) മുതലായവയാണ്. പോളിയോട്ടോമിക് വാതകങ്ങളും ഉണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, CO 2 (കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്), മുതലായവ. മോണറ്റോമിക് വാതകങ്ങളിൽ ഒരു ആറ്റം മാത്രമേ അടങ്ങിയിട്ടുള്ളൂ, ഡൈയോട്ടോമിക് വാതകങ്ങളിൽ രണ്ട് ആറ്റങ്ങളും, പോളിയോട്ടോമിക് വാതകങ്ങളിൽ നിരവധി ആറ്റങ്ങളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
മൂന്നാമതായി , കേവല താപനില K സ്കെയിലിൽ (K) പ്രകടിപ്പിക്കണം. താപനില ഇപ്പോഴും സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിൽ ( ° C) ആണെങ്കിൽ, ആദ്യം അതിനെ കെൽവിൻ സ്കെയിലിലേക്ക് (K) പരിവർത്തനം ചെയ്യുക.
നാലാമതായി, മുകളിലുള്ള സമവാക്യം 1 ഉം സമവാക്യം 2 ഉം വാതക പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് മാത്രമല്ല, ദ്രാവകങ്ങൾക്കും വാതക പദാർത്ഥങ്ങൾക്കും ബാധകമാണ്.
പ്രശ്ന ഉദാഹരണങ്ങൾ:
40 ° C താപനിലയിൽ ഒരു വാതകത്തിലെ തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി വിവർത്തന ഗതികോർജ്ജം എത്രയാണ്?
ചർച്ച
