دٻاءُ ۽ گئس جي مقدار جي وچ ۾ تعلق
پينگانٽر
فزڪس ۽ ڪيمسٽري ۾، مختلف بنيادي تصور آهن جيڪي قدرتي واقعن کي سمجهڻ لاءِ ٿنڀن جو ڪم ڪن ٿا. اهڙو ئي هڪ تصور گئس جي دٻاءُ ۽ حجم جي وچ ۾ تعلق آهي. هي تعلق مختلف گئس جي قانونن سان ويجهي سان لاڳاپيل آهي، جن مان هڪ بوائل جو قانون آهي. گئس جي دٻاءُ ۽ حجم جي وچ ۾ تعلق کي سمجهڻ مختلف عملي ايپليڪيشنن ۾ اهم آهي، جهڙوڪ انساني تنفس جو نظام، گئس اسٽوريج ٽيڪنالاجي، ۽ اندروني ڪمبشن انجڻ. هي مضمون لاڳاپيل بنيادي تصورن، انهن جي اثرن ۽ ايپليڪيشنن کي بيان ڪندو.
بنيادي تعلق: بوائل جو قانون
بوائل جو قانون گئس جي بنيادي قانونن مان هڪ آهي، جيڪو رابرٽ بوائل 17 صدي ۾ دريافت ڪيو هو. هي قانون ٻڌائي ٿو ته هڪ مستقل گرمي پد تي گئس جي هڪ مقرر مقدار لاءِ، گئس جو دٻاءُ ان جي مقدار جي الٽي متناسب هوندو آهي. رياضي طور تي، بوائل جي قانون کي مساوات ذريعي ظاهر ڪري سگهجي ٿو:
\[ پ \ ڀيرا وي = ڪ \]
ڪٿي:
– \(P\) = گئس جو دٻاءُ
– \(V\) = گئس جو مقدار
– \(k\) = مسلسل (هڪ ڏنل گرمي پد تي ڏنل گئس لاءِ)
هن مساوات مان، اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته جيڪڏهن گئس جو مقدار گهٽجي ويندو، ته گئس جو دٻاءُ وڌندو ۽ ان جي برعڪس.
تجربا ۽ تصورات
هن قانون کي وڌيڪ گهرائي سان سمجهڻ جو هڪ طريقو هڪ سادي تجربي ذريعي آهي. فرض ڪريو ته اسان وٽ هڪ سلنڈر ٽيوب آهي جنهن ۾ هڪ متحرڪ پسٽن آهي. هن ٽيوب جي اندر گئس جو هڪ خاص مقدار آهي. جيڪڏهن اسان پسٽن کي هيٺ ڌڪي گئس جي مقدار کي گهٽائينداسين، ته گئس جو دٻاءُ وڌندو. ان جي برعڪس، جيڪڏهن اسان پسٽن کي مٿي ڇڪينداسين، گئس جي مقدار کي وڌائينداسين، ته گئس جو دٻاءُ گهٽجي ويندو.
هن تعلق جي هڪ گرافڪ تصور ۾ عام طور تي حجم (V) جي خلاف دٻاءُ (P) جي گراف پلاٽنگ شامل آهي. دٻاءُ ۽ حجم جي وچ ۾ ڪڪڙ ۽ انڊي جي تعلق کي ڏنو ويو، هي گراف هڪ هائپربولڪ وکر ڏيکاريندو.
بوائل جي قانون جا استعمال
1. ساهه کڻڻ جو نظام
انساني جسم ۾، بوائل جو قانون ساهه کڻڻ جي طريقيڪار ۾ ملي سگهي ٿو. جڏهن اسان ساهه کڻون ٿا، ته ڊايافرام ۽ انٽرڪوسٽل عضلات سڪي ويندا آهن، جنهن سان ٿوراسڪ گفا جو حجم وڌي ويندو آهي. حجم ۾ هي واڌ ڦڦڙن جي اندر هوا جو دٻاءُ گهٽائي ٿي، جنهن سان هوا کي ٻاهر کان ڦڦڙن ۾ وهڻ جي اجازت ملي ٿي. جڏهن اسان ساهه ڪڍون ٿا، ته ٿوراسڪ گفا جو حجم گهٽجي ٿو، دٻاءُ وڌي ٿو ۽ ڦڦڙن مان هوا کي ٻاهر ڪڍڻ تي مجبور ڪري ٿو.
2. گئس اسٽوريج ٽيڪنالاجي
هاءِ پريشر گيس ٽينڪ، جهڙوڪ جيڪي اسڪوبا ڊائيونگ ۽ ميڊيڪل گيس اسٽوريج ۾ استعمال ٿين ٿا، اهي پڻ بوائل جي قانون کي استعمال ڪن ٿا. انهن گيسن کي ٽينڪ ۾ تيز دٻاءُ تي ذخيرو ڪيو ويندو آهي ته جيئن انهن جي مقدار کي گهٽائي سگهجي ته جيئن وڌيڪ گيس ذخيرو ڪري سگهجي. جڏهن گيس ڇڏي ويندي آهي، ته دٻاءُ گهٽجي ويندو آهي ۽ ضرورت مطابق گيس جو مقدار وڌي ويندو آهي.
3. اندروني ڪمبسشن انجڻ
اندروني ڪمبشن انجڻ جو بنيادي اصول، جيئن ڪار ۾ ملندو آهي، پڻ بوائل جي قانون سان لاڳاپيل آهي. جڏهن پسٽن هيٺان ڊيڊ سينٽر تي هوندو آهي، ته هوا ۽ ايندھن جو مرکب سلنڈر ۾ داخل ٿئي ٿو. پوءِ هي مرکب پسٽن جي مٿي وڃڻ سان دٻايو ويندو آهي، جنهن جي ڪري دٻاءُ وڌي ويندو آهي. پوءِ هي گئس مرکب ساڙيو ويندو آهي، دٻاءُ پيدا ڪندو آهي جيڪو پسٽن کي واپس هيٺ ڪرڻ تي مجبور ڪندو آهي، گاڏي کي اڳتي وڌائڻ لاءِ ضروري ميڪانياتي حرڪت پيدا ڪندو آهي.
بوائل جي قانون کان انحراف
جيتوڻيڪ بوائل جو قانون مثالي گيسن تي سٺو لاڳو ٿئي ٿو، حقيقت ۾، سڀئي گيسن مثالي طور تي عمل نه ٿيون ڪن. ڪجهه حالتن ۾، جهڙوڪ تمام گهڻو دٻاءُ يا تمام گهٽ درجه حرارت تي، حقيقي گيسن بوائل جي قانون کان انحراف ڏيکارين ٿيون. اهو انهن حالتن ۾ ماليڪيولن جي بين ماليڪيول قوتن ۽ غير معمولي مقدار جي ڪري آهي.
سائنسدانن حقيقي گيسن لاءِ حالت جي وڌيڪ پيچيده مساواتون تيار ڪيون آهن، جهڙوڪ وان ڊير والز مساوات، انهن انحرافن جو حساب ڏيڻ لاءِ. وان ڊير والز مساوات بوائل جي قانون کي ٻن اصلاحي عنصرن کي شامل ڪندي بهتر ڪري ٿي: هڪ ماليڪيولن جي مقدار کي درست ڪرڻ لاءِ ۽ ٻيو ماليڪيولن جي وچ ۾ پرڪشش قوتن لاءِ.
وان ڊير والز مساوات کي هن طرح بيان ڪيو ويو آهي:
\[ \کاٻو( پي + \فريڪ{اين^2}{وي^2} \ساڄو) \کاٻو( وي – اين بي \ساڄو) = اين آر ٽي \]
ڪٿي:
– \(P\) = گئس جو دٻاءُ
– \(V\) = گئس جو مقدار
– \(n\) = تلن جو تعداد
– \(T\) = گئس جو گرمي پد
– \(R\) = عالمگير گئس مستقل
– \(a\) ۽ \(b\) = گئس جي قسم تي منحصر مستقل
ٻين گئس قانونن سان تعلق
بوائل جي قانون کان علاوه، ٻيا به ڪيترائي گئس قانون آهن جيڪي گڏجي ڪائنيٽڪ گيس ٿيوري ۽ ٿرموڊائنامڪس جو بنياد بڻجن ٿا. هتي ڪجھ ٻيا گئس قانون ۽ حجم ۽ دٻاءُ سان انهن جو تعلق آهن:
1. چارلس جو قانون
چارلس جو قانون ٻڌائي ٿو ته گئس جو مقدار مسلسل دٻاءُ تي ان جي مطلق گرمي پد جي سڌي متناسب آهي. ان جو مطلب آهي ته جيڪڏهن گئس جو گرمي پد وڌايو وڃي ٿو، ته حجم وڌندو جڏهن ته دٻاءُ مستقل رهندو.
2. هم جنس پرست-لوساڪ جو قانون
گي-لوساڪ جو قانون ٻڌائي ٿو ته گئس جو دٻاءُ مستقل مقدار تي ان جي مطلق گرمي پد جي سڌي متناسب آهي. تنهن ڪري، جيڪڏهن گئس جو گرمي پد مستقل مقدار تي وڌايو وڃي ته گئس جو دٻاءُ پڻ وڌي ويندو.
3. ايووگيڊرو جو قانون
ايووگيڊرو جو قانون ٻڌائي ٿو ته ساڳئي دٻاءُ ۽ گرمي پد تي، گئس جو مقدار سڌو سنئون گئس جي مول جي تعداد جي متناسب هوندو آهي. ٻين لفظن ۾، گئس جي مول جي برابر تعداد ۾ ساڳئي دٻاءُ ۽ گرمي پد تي برابر مقدار هوندي.
4. مثالي گئس مساوات
مثالي گئس مساوات مٿي ڏنل ٽن قانونن جو ميلاپ آهي، جيڪو هن صورت ۾ ظاهر ڪيو ويو آهي:
\[ پي وي = اين آر ٽي \]
نتيجو
گئسن جي دٻاءُ ۽ مقدار جي وچ ۾ تعلق کي سمجهڻ سائنس ۽ انجنيئرنگ جي ڪيترين ئي شاخن لاءِ بنيادي حيثيت رکي ٿو. بوائل جو قانون، بنيادي گئس قانونن مان هڪ، ابتدائي بصيرت فراهم ڪري ٿو ته گئسون مختلف حالتن ۾ ڪيئن عمل ڪن ٿيون. ان جا استعمال وسيع آهن، حياتياتي عملن جهڙوڪ سانس کان وٺي روزمره جي ٽيڪنالاجي جهڙوڪ اندروني ڪمبشن انجڻ ۽ گئس اسٽوريج تائين. جڏهن ته بوائل جو قانون تمام ڪارآمد آهي، اهڙيون حالتون آهن جتي حقيقي گئسون هن قانون جي مڪمل طور تي اطاعت نه ٿيون ڪن، ۽ وڌيڪ نفيس ماڊل جهڙوڪ وان ڊير والز مساوات جي ضرورت آهي ته جيئن انتهائي حالتن ۾ گئس جي رويي کي سمجهي سگهجي. هي علم، ٻين گئس قانونن سان گڏ، اسان جي روزمره جي زندگي ۾ ۽ جديد ٽيڪنالاجي جي ترقي ۾ گهربل شين جي سمجھ لاءِ بنياد ٺاهي ٿو.
