وان ڊير والز رياست جي مساوات

وان ڊير والز هڪ ڊچ فزڪسسٽ، جي ڊي وان ڊير والز (1837–1923) جو نالو آهي. وان ڊير والز جي حالت جي مساوات اصل ۾ حالت جي هڪ گئس مساوات آهي، جيڪا مثالي گئس مساوات جي حالت وانگر آهي. فرق اهو آهي ته مثالي گئس مساوات صحيح نتيجا نه ڏئي سگهي ٿي جيڪڏهن حقيقي گئس جو دٻاءُ ۽ کثافت ڪافي وڏي هجي. بهرحال، وان ڊير والز جي حالت جي مساوات وڌيڪ صحيح نتيجا فراهم ڪري سگهي ٿي.

هي مساوات وان ڊير والس سان شروع ٿي، جنهن مثالي گئس مساوات جي حالت جي حدن کي تسليم ڪيو. والس مثالي گئس مساوات کي رياست جي حالت ۾ تبديل ڪيو، ڪيترائي عنصر شامل ڪندي جيڪي حقيقي گئس جي حالت تي اثر انداز ٿين ٿا جڏهن حقيقي گئس جو دٻاءُ ۽ کثافت ڪافي وڌيڪ هوندي آهي.

جيئن گئس جو دٻاءُ وڌندو آهي، تيئن گئس جو گرمي پد ۽ کثافت به وڌندي آهي، جڏهن ته گئس جو مقدار گهٽجي ويندو آهي.

گئس جو دٻاءُ حجم جي الٽي متناسب آهي. جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ وڌي ٿو، ته حجم گهٽجي ٿو. ان جي برعڪس، جيڪڏهن گئس جو مقدار گهٽجي ٿو، ته گئس جو دٻاءُ وڌي ٿو. جڏهن گئس جو مقدار گهٽجي ٿو، ته گئس جي کثافت وڌي ٿي (کثافت = کثافت = ماس / حجم). اهو چئي سگهجي ٿو ته دٻاءُ سڌو سنئون کثافت جي متناسب آهي. جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ وڌيڪ آهي، ته پوءِ گئس جي کثافت پڻ وڌيڪ آهي. ان جي برعڪس، جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ گهٽ آهي، ته پوءِ گئس جي کثافت پڻ گهٽ آهي. گئس جو دٻاءُ پڻ سڌو سنئون گرمي پد جي متناسب آهي. جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ وڌي ٿو، ته گئس جو گرمي پد وڌي ٿو. اسان اهو نتيجو ڪڍي سگهون ٿا ته جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ وڌي ٿو، ته گئس جو گرمي پد ۽ کثافت وڌي ٿي، جڏهن ته گئس جو مقدار گهٽجي ٿو.

جڏهن گئس جو مقدار گهٽجي ويندو آهي، ته ماليڪيولن جي وچ ۾ فاصلو ويجهو ٿيندو ويندو آهي. جيئن ماليڪيولن جي وچ ۾ فاصلو ويجهو ٿيندو ويندو آهي، تيئن ماليڪيول هڪ ٻئي کي متوجه ڪندا آهن. اهو ان وقت جي برابر آهي جڏهن لوهه جو ٽڪرو مقناطيس جي ويجهو آندو ويندو آهي. جيڪڏهن مقناطيس ۽ لوهه جي وچ ۾ فاصلو ڪافي آهي، ته مقناطيس لوهه کي متوجه نه ٿو ڪري سگهي. پر جيڪڏهن مقناطيس ۽ لوهه جي وچ ۾ فاصلو ويجهو هوندو آهي، ته لوهه کي فوري طور تي ويجهو ڪيو ويندو آهي. جڏهن ماليڪيول ٽڪرائڻ وارا هوندا آهن، ته ماليڪيولن جي ٻاهران اليڪٽران هڪ ٻئي کي هٽائي ڇڏيندا آهن (اليڪٽريڪل ريپولشن). نتيجي طور، ماليڪيول گڏ نه ٿا رهي سگهن. هن مختصر وضاحت مان، اهو چئي سگهجي ٿو ته ماليڪيولن جي وچ ۾ ڪشش واري قوت گئس جي حالت کي به متاثر ڪري ٿي.

جڏهن گئس جو دٻاءُ ڪافي وڌيڪ هوندو آهي ۽ گئس جو مقدار ننڍو هوندو آهي، ته ماليڪيولن جي وچ ۾ فاصلو ويجهو ٿي ويندو آهي. هن صورت ۾، ماليڪيول گئس جي تقريبن پوري مقدار کي ڀريندا آهن. ڇاڪاڻ ته ماليڪيولن جو به سائيز هوندو آهي (ايٽمي قطر = 10-10 ^ميٽر )، اسان کي انهن ماليڪيولن جي مقدار کي به حساب ۾ رکڻ جي ضرورت آهي.

حالت جي مساوات

وان ڊير والز حالت جي مساوات حاصل ڪئي، جنهن ۾ ماليڪيولن جي مقدار ۽ ماليڪيولن جي وچ ۾ ٿيندڙ رابطي کي نظر ۾ رکيو ويو. وان ڊير والز پاران نڪتل مساوات حالت PV = nRT جي مثالي گئس مساوات جي هڪ ترميم آهي.

معلومات:

پي = گئس جو دٻاءُ (ن/م ² = پا)

V = گئس جو مقدار ( ^m3 )

آر = عالمگير گيس ڪانسٽنٽ (آر = 8,315 ج/مول. ڪ = 8315 ڪ ج/ڪلوميٽر. ڪ)

ٽي = گرمي پد (ڪ)

a = تجرباتي مستقل (ان جي قيمت گئس جي ماليڪيولن جي وچ ۾ ڪشش واري قوت تي منحصر آهي)

b = تجرباتي مستقل (گئس جي ماليڪيولن جي هڪ مول جي مقدار کي ظاهر ڪري ٿو)

n = مول جو تعداد (مول)

bn = گئس جي ماليڪيولن جو ڪل مقدار

مستقل الف ۽ ب تجرباتي طور تي حاصل ڪيا ويا آهن. مستقل الف ۽ ب جا قدر گئس جي قسم تي منحصر آهن.

n ² / V ² = مول (n) جي تعداد جي چورس ۽ گئس جي مقدار (V) جي چورس جو تناسب. n ² / V ² جي قيمت گئس جي دٻاءُ ۽ کثافت تي منحصر آهي. جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ (P) وڏو آهي، ته پوءِ گئس جو مقدار (V) ننڍو آهي. V جيترو ننڍو آهي، اوترو وڏو n ² / V ^2. جڏهن گئس جو مقدار ننڍو آهي (n ² / V ² وڏو آهي) ماليڪيولن جي وچ ۾ فاصلو ويجهو ٿيندو. ماليڪيولن جي وچ ۾ فاصلو جيترو ويجهو هوندو، ماليڪيولن جي وچ ۾ رابطي جو امڪان اوترو ئي وڌيڪ هوندو (ٽڪراءُ، هڪ ٻئي ڏانهن ڪشش). تنهن ڪري n ² / V ^{2 سڌي طرح مستقل a جي متناسب آهي (وان ڊير والز مساوات، کاٻي پاسي سان مقابلو ڪريو). n 2} / V ² جي قيمت جيتري وڏي هوندي ، ماليڪيولن جي وچ ۾ پرڪشش قوت اوتري ئي وڏي هوندي (a). ان جي برعڪس، جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ (P) ننڍو هوندو، ته پوءِ گئس جو مقدار (V) وڏو ٿيندو. V جيترو وڏو، اوترو ننڍو n ² / V ² . n ² / V ² جيترو ننڍو هوندو ، ماليڪيولن جي وچ ۾ ڪشش واري قوت به ننڍي هوندي.

(V – bn) = گئس جي مقدار ۽ گئس جي ماليڪيولن جي ڪل مقدار ۾ فرق. مستقل b گئس جي ماليڪيولن جي هڪ مول جي مقدار کي بيان ڪري ٿو. n = مول جو تعداد. b ۽ n (bn) جو پيداوار = گئس جي ماليڪيولن جو ڪل مقدار. جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ (P) وڏو آهي، ته گئس جو مقدار (V) ننڍو آهي.

جيترو ننڍو V، اوترو ننڍو (V – bn). ان جو مطلب آهي ته ماليڪيولن جي وچ ۾ فاصلو ويجهو هوندو آهي ۽ يقيناً ماليڪيولن جي وچ ۾ ڪشش واري قوت وڌيڪ هوندي آهي. ان جي برعڪس، جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ گهٽ هوندو آهي، ته گئس جو مقدار وڏو هوندو آهي. گئس جو مقدار جيترو وڏو هوندو آهي، اوترو وڏو (V – bn). جيترو وڏو (V – bn) هوندو آهي، گئس جي ماليڪيولن جي وچ ۾ ڪشش واري قوت اوترو ئي ننڍو هوندي آهي.

اسان اهو چئي سگهون ٿا ته وان ڊير والز جي حالت جي مساوات حقيقي گئس جي حالت کي مثالي گئس مساوات کان وڌيڪ صحيح طور تي بيان ڪري ٿي. جڏهن گئس جو دٻاءُ ۽ کثافت ڪافي وڏي هوندي آهي، ته وان ڊير والز جي مساوات وڌيڪ صحيح نتيجا ڏئي ٿي. جيڪڏهن گئس جو دٻاءُ تمام وڏو نه آهي، ته پوءِ (هڪ ² / V ² ) ۽ (V-bn) کي نظرانداز ڪري سگهجي ٿو، ته جيئن حالت جي وان ڊير والز جي مساوات مثالي گئس مساوات جي حالت ۾ تبديل ٿي وڃي.