Boyle၊ Charles ဥပဒေ နှင့် Gay-Lussac တို့၏ ဓာတ်ငွေ့ဥပဒေများသည် ဓာတ်ငွေ့အခြေအနေအားလုံးနှင့် မသက်ဆိုင်သောကြောင့် ကျွန်ုပ်တို့၏ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုသည် ပိုမိုခက်ခဲလာပါသည်။ ထို့ကြောင့် စံပြဓာတ်ငွေ့ပုံစံကို တင်ပြခဲ့ပါသည်။ စံပြဓာတ်ငွေ့သည် နေ့စဉ်ဘဝတွင် မရှိပါ။ စံပြဓာတ်ငွေ့သည် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို အထောက်အကူပြုရန် ပြီးပြည့်စုံသောပုံစံဖြစ်သည်။ ဤစံပြဓာတ်ငွေ့သဘောတရားရှိနေခြင်းသည် ဓာတ်ငွေ့ဥပဒေသုံးခုကြား ဆက်နွယ်မှုကို ပြန်လည်သုံးသပ်ရာတွင်လည်း ကျွန်ုပ်တို့အား အမှန်တကယ် အထောက်အကူပြုပါသည်။
အပူချိန်၊ ထုထည်နှင့် ဓာတ်ငွေ့ဖိအားတို့အကြား ဆက်နွယ်မှု
အထက်ဖော်ပြပါ ဓာတ်ငွေ့နိယာမ သုံးခုကို ရည်ညွှန်းခြင်းအားဖြင့် အပူချိန်၊ ထုထည်နှင့် ဓာတ်ငွေ့ဖိအားတို့အကြား ပိုမိုယေဘုယျကျသော ဆက်နွယ်မှုကို ကျွန်ုပ်တို့ ရရှိနိုင်ပါသည်။
P 1 = ကနဦးဖိအား (Pa သို့မဟုတ် N/m2 ) ၊ P 2 = နောက်ဆုံးဖိအား (Pa သို့မဟုတ် N/m2 ) ၊ V 1 = ကနဦးထုထည် (m3 ) ၊ V 2 = နောက်ဆုံးထုထည် (m3 ) ၊ T 1 = ကနဦးအပူချိန် (K)၊ T 2 = အဆုံးအပူချိန် (K)
(Pa = ပါစကယ်၊ N = နယူတန်၊ m2 = စတုရန်းမီတာ၊ m3 = ကုဗမီတာ၊ K = ကယ်လ်ဗင်)
ဓာတ်ငွေ့ထုထည် (m) နှင့် ထုထည် (V) အကြား ဆက်နွယ်မှု
ရာဘာပူဖောင်းထဲသို့ လေများများထည့်လေ၊ ပူဖောင်းသည် ပိုမိုဖောင်းပွလေဖြစ်သည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် ဓာတ်ငွေ့အလေးချိန် ကြီးလေ၊ ပူဖောင်း၏ ထုထည် ကြီးလေဖြစ်သည်။ ဓာတ်ငွေ့၏ အလေးချိန် (m) သည် ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည် (V) နှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ပြောနိုင်ပါသည်။
မိုလ်အရေအတွက် (n)
၁ မိုလ် = ဒြပ်ထုသည် ဒြပ်ထု၏ မော်လီကျူးဒြပ်ထုနှင့် ညီမျှသည်။ ဒြပ်ထုနှင့် မော်လီကျူးအောက်ဆီဂျင်ဒြပ်ထုသည် မတူညီပါ။
ဥပမာ ၁၊ အောက်ဆီဂျင် မော်လီကျူးအလေးချိန် (O2 ) = 16 u + 16 u = 32 u (အောက်ဆီဂျင် မော်လီကျူးတစ်ခုစီတွင် အောက်ဆီဂျင် အက်တမ် ၂ လုံးပါဝင်ပြီး အောက်ဆီဂျင် အက်တမ်တစ်ခုစီတွင် အလေးချိန် 16 u ရှိသည်)။ ထို့ကြောင့် O2 ၁ မိုလ်တွင် အလေးချိန် ၃၂ ဂရမ်ရှိသည်။ သို့မဟုတ် O2 ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = 32 ဂရမ် / မို = 32 kg/kmol။
ဥပမာ ၂၊ ကာဗွန်မိုနောက်ဆိုဒ်ဓာတ်ငွေ့ (CO) ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = 12 u + 16 u = 28 u (ကာဗွန်မိုနောက်ဆိုဒ်၏ မော်လီကျူးတစ်ခုစီတွင် ကာဗွန်အက်တမ် (C) ၁ လုံးနှင့် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ် (O) ၁ လုံးပါဝင်သည်။ ကာဗွန်အက်တမ် ၁ လုံး၏ အလေးချိန် = 12 u နှင့် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ် ၁ လုံး၏ အလေးချိန် = 16 u။ 12 u + 16 u = 28 u)။ ထို့ကြောင့် CO ၁ မိုလ်သည် အလေးချိန် ၂၈ ဂရမ်ရှိသည်။ သို့မဟုတ် CO ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = 28 ဂရမ်/မိုလ် = 28 kg/kmol။
ဥပမာ ၃၊ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ဓာတ်ငွေ့ (CO2) ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = [12 u + (2 x 16 u)] = [12 u + 32 u] = 44 u (ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်မော်လီကျူးတစ်ခုစီတွင် ကာဗွန်အက်တမ် (C) ၁ လုံးနှင့် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ် (O) ၂ လုံးပါဝင်သည်။ ကာဗွန်အက်တမ် ၁ လုံး၏ အလေးချိန် = 12 u နှင့် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ် ၁ လုံး၏ အလေးချိန် = 16 u)။ ထို့ကြောင့် CO2 ၁ မိုလ်တွင် အလေးချိန် ၄၄ ဂရမ်ရှိသည်။ သို့မဟုတ် CO2 ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = ၄၄ ဂရမ်/မိုလ် = ၄၄ kg/kmol။
အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ မိုလ်အရေအတွက် (n) = အရာဝတ္ထု၏ ဒြပ်ထုနှင့် မော်လီကျူးဒြပ်ထု အချိုး။ သင်္ချာနည်းအရ-
မေးခွန်းတစ်ခုကို 1:
O2 64 g မှာ mole အရေအတွက်ကို တွက်ချက်ပါ။
O2 အလေးချိန် = ၆၄ ဂရမ်
O2 ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = 32 ဂရမ်/မိုလ်
မေးခွန်း ၂:
CO 280 ဂရမ်တွင် မိုလ်အရေအတွက်ကို တွက်ချက်ပါ။
CO အလေးချိန် = ၂၈၀ ဂရမ်
CO ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = 28 ဂရမ်/မိုလ်
မေးခွန်း ၂:
CO2 ၁၇၆ ဂရမ်တွင် မိုလ်အရေအတွက်ကို တွက်ချက်ပါ။
CO2 အလေးချိန် = ၁၇၆ ဂရမ်
CO2 ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = ၄၄ ဂရမ်/မိုလ်
ယူနီဗာဆယ် ဓာတ်ငွေ့ ကိန်းသေများ (R)
သိပ္ပံပညာရှင်များ၏ သုတေသနပြုချက်အပေါ် အခြေခံ၍ မော်လီကျူးအရေအတွက် (n) ကို အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ အရွယ်အစားကို ဖော်ပြပါက ဓာတ်ငွေ့တစ်ခုစီအတွက် နှိုင်းယှဉ်မှုကိန်းသေသည် တန်ဖိုးတူညီကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။ သက်ဆိုင်ရာကိန်းသေမှာ ယူနီဗာဆယ်ဓာတ်ငွေ့ကိန်းသေ (R) ဖြစ်သည်။
R = 8.315 J/mol. K
= ၈၃၁၅ kJ / kmol။ K
= 0.0821 (လီတာ atm) / (မော်လီကျူး K)
= ၁.၉၉ ကယ်လိုရီ / မိုလ် K
(J = ဂျိုးလ်၊ K = ကယ်လ်ဗင်၊ L = လီတာ၊ atm = လေထု၊ cal = ကယ်လိုရီ)
အကောင်းဆုံးဓာတ်ငွေ့ဥပဒေ (မိုလ်အရေအတွက်ဖြင့်)
အထက်ဖော်ပြပါ နှိုင်းယှဉ်ချက်ကို မိုလ်အရေအတွက် (n) နှင့် ယူနီဗာဆယ် ဓာတ်ငွေ့ ကိန်းသေများ (R) ကို ရိုက်ထည့်ခြင်းဖြင့် ညီမျှခြင်းများအဖြစ် ပြောင်းလဲနိုင်သည်။
PV = n RT
ဒီညီမျှခြင်းကို ideal gas law သို့မဟုတ် ideal gas state equation လို့ခေါ်ပါတယ်။
P = ဓာတ်ငွေ့ဖိအား (N/ m2 )
V = ဓာတ်ငွေ့ပမာဏ ( m3 )
n = မိုလ်အရေအတွက် (မိုလ်)
R = လူတိုင်းသုံးနိုင်သော ဓာတ်ငွေ့ ကိန်းသေများ (R = 8.315 J/mol. K)
T = ဓာတ်ငွေ့၏ ပကတိအပူချိန် (K)
ပြဿနာကို ဖြေရှင်းရာတွင် STP ဟူသော အသုံးအနှုန်းကို သင်တွေ့လိမ့်မည်။ STP သည် စံအပူချိန်နှင့် ဖိအားဖြစ်သည်။
စံအပူချိန် (T) = 0 o C = 273 K
စံဖိအား (P) = 1 atm = 1.013 x 10 5 N / m 2 = 1.013 x 10 2 kPa = 101 kPa
ဓာတ်ငွေ့ဥပဒေပြဿနာများကို ဖြေရှင်းရာတွင် အပူချိန်ကို ကယ်လ်ဗင် (K) စကေးဖြင့် ဖော်ပြသင့်သည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအားသည် တိုင်းတာသည့်ဖိအားတစ်ခုဖြစ်နေဆဲဖြစ်ပါက ၎င်းကို ပကတိဖိအားသို့ ဦးစွာပြောင်းပါ။ ပကတိဖိအား = လေထုဖိအား + တိုင်းတာသည့်ဖိအား။ သိရှိထားသည့်ဖိအားသည် လေထုဖိအား (တိုင်းတာသည့်ဖိအားမရှိ) ဖြစ်ပါက ပြဿနာကို ဖြေရှင်းပါ။
မေးခွန်း ၂:
လေထုဖိအား (101 kPa) တွင်၊ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန် = 20 o C နှင့် ၎င်း၏ ထုထည် = 2 လီတာ ဖြစ်သည်။ ဖိအားကို 201 kPa သို့ပြောင်းလဲပြီး အပူချိန်ကို 40 °C အထိ မြင့်တက်ပါက၊ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ဓာတ်ငွေ့၏ နောက်ဆုံးထုထည်ကို တွက်ချက်ပါ။
ဖြေရှင်းချက်
P1 = 101 kPa
P2 = 201 kPa
T1 = 20 ° C + 273 K = 293 K
T2 = ၄၀ ° C + ၂၇၃ K = ၃၁၃ K
V ၁ = ၂ လီတာ
မေးခွန်း ၂:
STP မှာ ဓာတ်ငွေ့ ၂ မိုလ်ရဲ့ ထုထည်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ (ဒီဓာတ်ငွေ့က စံပြဓာတ်ငွေ့ပါ)
ဖြေရှင်းချက်
မေးခွန်း ၂:
STP တွင် အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်ငွေ့ ပမာဏ = 20 m3 ။ အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်ငွေ့ အလေးချိန်ကို တွက်ချက်ပါ။
ဖြေရှင်းချက်
STP တွင် ဓာတ်ငွေ့ ၁ မိုလ်၏ ထုထည် = ၂၂.၄ လီတာ = ၂၂.၄ dm3 = 22.4 x 10 -3 m3 (22.4 x 10 -3 m3 / mol )
STP တွင် အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်ငွေ့ပမာဏ = 20 m3
အောက်ဆီဂျင်မော်လီကျူးများ၏ အလေးချိန် = ၃၂ ဂရမ် / မိုလ် (အောက်ဆီဂျင် ၁ မိုလ်၏ အလေးချိန် = ၃၂ ဂရမ်)။ ထို့ကြောင့် အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်ငွေ့ အလေးချိန်မှာ-
ဒြပ်ထု (m) = မိုလ်အရေအတွက် (n) x မော်လီကျူးဒြပ်ထု
အလေးချိန် = (၈၉၃ မော်လီကျူး) x (၃၂ ဂရမ် / မော်လီကျူး) = ၂၈၅၇၆ ဂရမ် = ၂၈,၅၇၆ ကီလိုဂရမ်
မေးခွန်း ၂:
တိုင်ကီတစ်လုံးတွင် အောက်ဆီဂျင် ၄ လီတာ (O2) ပါဝင်သည် ။ အောက်ဆီဂျင်အပူချိန်သည် = 20 o C ဖြစ်ပြီး တိုင်းတာထားသောဖိအားသည် = 20 x 10 5 N/m2 ဖြစ်သည် ။ အောက်ဆီဂျင်၏ အလေးချိန်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ ( အောက်ဆီဂျင် ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = 32 kg/kmol = 32 gram/mol)။
ဖြေရှင်းချက်
P = P atm + တိုင်းတာထားသော P = (1 x 105 N /m2 ) + (20 x 105 N /m2 ) = 21 x 105 N / m2
T = ၂၀ ° C + ၂၇၃ = ၂၉၃ K
V = ၄ လီတာ = ၄ dm ၃ = ၄ x ၁၀ -၃ m၃
R = 8.315 J/mol. K = 8.315 Nm/mol. K
အောက်ဆီဂျင် ၏ မော်လီကျူးအလေးချိန် = 32 kg/kmol = 32 grams/mol
O2 ဒြပ် ထု?
စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေ (မော်လီကျူးအရေအတွက်အရ)
အကယ်၍ ကျွန်ုပ်တို့သည် အရာဝတ္ထု၏ အရွယ်အစားကို ဒြပ်ထု (m) ပုံစံဖြင့် မဟုတ်ဘဲ မိုလ်အရေအတွက် (n) ဖြင့် ဖော်ပြပါက၊ ယူနီဗာဆယ် ဓာတ်ငွေ့ ကိန်းသေ (R) သည် ဓာတ်ငွေ့အားလုံးနှင့် သက်ဆိုင်သည်။ ၎င်းကို အီတလီ သိပ္ပံပညာရှင် Amadeo Avogadro (1776-1856) မှ ပထမဆုံး ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။
Avogadro က ဓာတ်ငွေ့တစ်ခုစီ၏ ထုထည်၊ ဖိအားနှင့် အပူချိန် တူညီသောအခါ ဓာတ်ငွေ့တစ်ခုစီတွင် မော်လီကျူးအရေအတွက် တူညီကြောင်း ပြောကြားခဲ့သည်။
Avogadro ယူဆချက်သည် ဓာတ်ငွေ့အားလုံးအတွက် R ကိန်းသေသည် အတူတူပင်ဖြစ်သည်ဟူသောအချက်နှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ သက်သေအထောက်အထားအချို့ကို အောက်တွင်ဖော်ပြထားပါသည်။
ပထမဦးစွာ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ideal gas law equation (PV = nRT) ကို အသုံးပြု၍ ပြဿနာကို ဖြေရှင်းပါက၊ moles (n) အရေအတွက် ညီမျှသောအခါတွင်၊
ဖိအားနှင့် အပူချိန်လည်း အလားတူဖြစ်သောကြောင့် ဓာတ်ငွေ့အားလုံး၏ ထုထည်သည် အတူတူပင်ဖြစ်လိမ့်မည်။ R = 8.315 J / mol. K)။ STP တွင်၊ မိုလ်အရေအတွက် (n) တူညီသော ဓာတ်ငွေ့တိုင်းသည် ထုထည်တူညီလိမ့်မည်။ STP တွင် ဓာတ်ငွေ့ ၁ မိုလ်၏ ထုထည် = ၂၂.၄ လီတာ။ ဓာတ်ငွေ့ ၂ မိုလ်၏ ထုထည် = ၄၄.၈ လီတာ။ ဓာတ်ငွေ့ ၃ မိုလ်၏ ထုထည် = ၆၇.၂ လီတာ။ စသည်ဖြင့်။ ၎င်းသည် ဓာတ်ငွေ့အားလုံးနှင့် သက်ဆိုင်သည်။
ဒုတိယအချက်အနေနဲ့ မော်လီကျူး ၁ မိုလ်မှာရှိတဲ့ မော်လီကျူးအရေအတွက်ဟာ ဓာတ်ငွေ့အားလုံးအတွက် အတူတူပါပဲ။ မော်လီကျူး ၁ မိုလ်မှာရှိတဲ့ မော်လီကျူးအရေအတွက် = မော်လီကျူးတစ်ခုလျှင် မော်လီကျူးအရေအတွက် = Avogadro နံပါတ် (NA)။ ဒါကြောင့် Avogadro နံပါတ်ဟာ ဓာတ်ငွေ့အားလုံးအတွက် အတူတူပါပဲ။
တိုင်းတာခြင်းမှတစ်ဆင့်ရရှိသော Avogadro's နံပါတ်
NA = ၆.၀၂ x ၁၀၂၃ မော် လီကျူး/မိုလ်
မော်လီကျူး စုစုပေါင်းအရေအတွက် (N) ကိုရရှိရန်အတွက် တစ်မိုလ်လျှင်ရှိသော မော်လီကျူးအရေအတွက် (N) ကို တစ်မိုလ်အရေအတွက် (n) ဖြင့် မြှောက် ပါ ။
မော်လီကျူး စုစုပေါင်းအရေအတွက် (N) = တစ်မိုလ်လျှင် မော်လီကျူးအရေအတွက် (N A ) x တစ်မိုလ်အရေအတွက် (n)
P = ဖိအား၊ V = ထုထည်၊ N = မော်လီကျူးစုစုပေါင်းအရေအတွက်၊ k = ဘော့လ်ဇ်မန်း ကိန်းသေ (k = 1.38 x 10-23 J / K)၊ T = အပူချိန်
Volume ယူနစ်များ
၁ လီတာ (လီတာ) = ၁၀၀၀ မီလီလီတာ (mL) = ၁၀၀၀ ကုဗစင်တီမီတာ (စင်တီမီတာ ၃ )
၁ လီတာ (လီတာ) = ၁ ကုဗ ဒက်စီမီတာ (dm 3 ) = ၁ x ၁၀ -၃ မီတာ ၃
ဖိအားယူနစ်
၁ N/m2 = ၁ Pa
1 atm = 1.013 x 10 5 N/m2 = 1.013 x 10 5 Pa = 1.013 x 10 2 kPa = 101.3 kPa (များသောအားဖြင့် 101 kPa အဖြစ်အသုံးပြုသည်)
ပါ = ပါစကယ်
atm = လေထု
