Sida Loo Xisaabiyo Cadaadiska Gaaska
Cadaadiska gaaska waa fikrad muhiim ah oo ku jirta fiisigiska iyo kiimikada oo si joogto ah uga soo baxda nolol maalmeedka - laga bilaabo taayirada baabuurta iyo dhululubada LPG ilaa aerosols iyo hababka shaybaarka. Fahmidda sida loo xisaabiyo cadaadiska gaaska waxay naga caawineysaa inaan saadaalino sida gaasku u dhaqmi doono marka mugga uu isbeddelo, heerkulkiisu isbedbeddelo, ama tirodiisu korodho. Maqaalkani wuxuu ka hadlayaa qeexitaanka cadaadiska gaaska, cutubyada la isticmaalay, iyo qaacidooyinka ugu muhiimsan ee loo isticmaalo in lagu xisaabiyo, iyo tusaalooyin.
1. Fahmidda Cadaadiska Gaaska
Cadaadiska gaaska waa xoogga halkii cutub ee ay sameeyaan walxaha gaaska marka ay ku dhacaan darbiyada weelka. Inkasta oo gaasku u muuqdo mid "fudud" oo aan la arki karin, haddana walxaha gaaska ayaa si degdeg ah oo aan kala sooc lahayn u socda. Isku dhacyadan joogtada ah ayaa ah waxa abuura cadaadis.
Xisaab ahaan, cadaadiska waxaa lagu qeexaa sida:
P = F / A
Xog:
– P = cadaadis
– F = xoog
– A = bedka diyaaradda (bedka)
Si kastaba ha ahaatee, ku dhaqanka xisaabinta gaaska (gaar ahaan kiimikada iyo fiisigiska), cadaadiska waxaa badanaa lagu xisaabiyaa iyadoo la adeegsanayo isla'egta gaaska ee ku habboon ama sharciyada kale ee gaaska.
2. Cutubyada Cadaadiska Gaaska ee Caadiga ah ee la Isticmaalo
Cadaadiska gaaska waxaa lagu cabiri karaa cutubyo kala duwan. Kuwa soo socda waa cutubyada ugu badan:
1. Pascal (Pa)
Cutubyada SI. 1 Pa = 1 N/m².
2. Kilopascal (kPa)
1 kPa = 1000 Pa.
3. Jawiga (atm)
Badanaa waxaa loo isticmaalaa kiimikada.
1 atm = 101325 Pa ≈ 101,3 kPa.
4. mmHg ama Torr
Badanaa waxaa loo isticmaalaa tijaabooyinka cadaadiska dhiigga iyo faakiyuumka.
1 atm = 760 mmHg = 760 Torr.
5. baar
Badanaa waxaa loo isticmaalaa injineernimada.
1 baar = 100 kPa.
Beddelidda cutubyadu waa lama huraan si loo sameeyo xisaabin joogto ah. Tusaale ahaan, haddii aad isticmaaleyso isla'egta gaaska ee ugu habboon oo aad isticmaaleyso R cutubyada L·atm/mol·K, markaa cadaadisku waa inuu ahaadaa atm, mugga litir, iyo heerkulka Kelvin.
3. Shuruucda Gaaska ee Aasaasiga ah ee Xisaabinta Cadaadiska
a) Sharciga Boyle (Cadaadiska iyo Mugga)
Sharciga Boyle wuxuu dhigayaa in heerkul joogto ah iyo xaddi gaas oo joogto ah, cadaadisku uu si liddi ah ugu dhigmayo mugga:
P₁V₁ = P₂V₂
Xog:
– P₁, V₁ = cadaadiska bilowga ah iyo mugga
– P₂, V₂ = cadaadiska kama dambaysta ah iyo mugga
Tusaale:
Gaasku wuxuu ku jiraa bistool cadaadiskiisu yahay 2 atm iyo mugga 3 L. Gaasku waa la cadaadiyaa ilaa mugga uu noqdo 1,5 L heerkul joogto ah. Waa maxay cadaadiska ugu dambeeya?
Isticmaal qaacidada:
P₁V₁ = P₂V₂
2 atm × 3 L = P₂ × 1,5 L
6 = 1,5P₂
P₂ = 4 atm
Markaa, cadaadiska kama dambaysta ah waa 4 atm.
b) Sharciga Gay-Lussac (Cadaadiska iyo Heerkulka)
Haddii mugga iyo xaddiga gaaska ay ahaadaan kuwo joogto ah, cadaadisku wuxuu si toos ah ugu dhigmaa heerkulka dhabta ah (Kelvin):
P₁ / T₁ = P₂ / T₂
Xog:
– T waa inay ku jirtaa Kelvin (K), ee maaha Celsius.
Tusaale:
Cadaadiska gaaska ku jira dhululubada waa 1,5 atm marka heerkulku yahay 27°C. Dhululubada waxaa lagu kululeeyaa 127°C, laakiin muggeedu waa mid joogto ah. Waa maxay cadaadiska ugu dambeeya?
Heerkulka u beddel Kelvin:
T₁ = 27 + 273 = 300 K
T₂ = 127 + 273 = 400 K
Tirada:
P₁/T₁ = P₂/T₂
1,5/300 = P₂/400
P₂ = 1,5 × (400/300) = 2,0 atm
Cadaadiska ugu dambeeya waa 2 atm.
c) Sharciga Gaaska Isku-dhafka ah (Boyle + Charles + Gay-Lussac)
Haddii xaddiga gaaska uu yahay mid aan isbeddelin laakiin cadaadiska, mugga, iyo heerkulku dhammaantood way isbeddeli karaan:
(P₁V₁) / T₁ = (P₂V₂) / T₂
Tani waxay si gaar ah faa'iido ugu leedahay kiisaska ku lug leh isbeddellada heerkulka iyo mugga isku mar.
Tusaale:
Gaasku wuxuu leeyahay cadaadis ah 1 atm, mugga 2 L, iyo heerkul ah 300 K. Kadib wuxuu isu beddelaa mugga 3 L iyo heerkul ah 450 K. Waa maxay cadaadiska ugu dambeeya?
(P₁V₁)/T₁ = (P₂V₂)/T₂
(1 × 2)/300 = (P₂ × 3)/450
2/300 = 3P₂/450
0,00667 = 0,00667P₂
P₂ = 1 atm
Cadaadiska kama dambaysta ah wuxuu ahaanayaa 1 atm.
4. Xisaabinta Cadaadiska iyadoo la adeegsanayo Isle'egta Gaaska ee Ku Habboon
Isle'egta gaaska ee ugu habboon waa qaacidada ugu guud ee lagu xisaabinayo cadaadiska gaaska marka tirada burooyinka la yaqaan:
PV = nRT
Haddii aad rabto inaad xisaabiso cadaadiska:
P = (nRT) / V
Xog:
– P = cadaadis
– V = mug
– n = tirada burooyinka gaaska
– R = gaas joogto ah
– T = heerkulka (K)
Qiimaha R wuxuu ku xiran yahay cutubyada la isticmaalo. Kuwa ugu badan ee la isticmaalo waa:
– R = 0,08206 L·atm/mol·K
– R = 8,314 J/mol·K (haddii la isticmaalayo Pa iyo m³)
Tusaale:
0,5 moles oo gaas ah ayaa ku jira weel 10 L ah heerkulkiisuna yahay 27°C. Waa maxay cadaadiska ku jira atm?
Isbeddelka heerkulka:
T = 27 + 273 = 300 K
P = nRT/V
P = (0,5 × 0,08206 × 300) / 10
P = (12,309) / 10
P = 1,2309 atm
Markaa cadaadiska gaaska ≈ 1,23 atm.
5. Cadaadis Qayb ah oo ku jira Isku-darka Gaaska (Sharciga Dalton)
Haddii weel uu ka kooban yahay isku dar ah dhowr gaas, wadarta cadaadiska waa wadarta cadaadiska qayb ahaan ee gaas kasta:
Wadarta guud = P₁ + P₂ + P₃ + …
Cadaadiska qayb ahaan ee gaaska waxaa lagu xisaabin karaa:
Pᵢ = xᵢ × P_wadarta
halkaas oo xᵢ uu yahay jajabka bulka:
xᵢ = nᵢ / n_wadarta
Tusaale:
Weel, waxaa ku jira 2 moles oo N₂ ah iyo 1 moles oo O₂ ah. Cadaadiska guud waa 3 atm. Waa maxay cadaadiska qayb ahaan ee O₂?
n_wadarta = 2 + 1 = 3 mol
x_O2 = 1/3
P_O2 = x_O2 × Wadarta P = (1/3) × 3 atm = 1 atm
Cadaadis qayb ahaan ah O₂ = 1 atm.
6. Talooyin Muhiim ah oo lagu Iska Ilaalinayo Khaladaadka ku jira Xisaabinta Cadaadiska Gaaska
1. Had iyo jeer isticmaal heerkulka Kelvin
T(K) = T(°C) + 273.
2. Isku waafaji cutubyada ka hor inta aadan xisaabin.
Haddii R uu ku jiro L·atm, isticmaal mugga litir iyo cadaadiska atm.
3. Hubi in habku uu yahay mid joogto ah.
Boyle: heerkul joogto ah.
Gay-Lussac: mugga joogtada ah.
Charles: cadaadis joogto ah (inkastoo aan si faahfaahsan looga hadlin halkan).
Gaasaska isku dhafan: wax walba way isbeddeli karaan.
4. Isticmaal isla'egta gaaska ee ugu habboon marka la yaqaanno jiirarka.
Haddii lagu siiyo cufka gaaska, marka hore u beddel jiirarka:
n = m / Mudane
5. Fiiro gaar ah u yeelo macnaha guud ee su'aasha
Tusaale ahaan, tuubo adag oo xiran (mugga go'an), kuleylintu waxay kordhin doontaa cadaadiska sida uu qabo Gay-Lussac.
Gabagabo
Sida loo xisaabiyo cadaadiska gaaska waxay ku xiran tahay xaaladaha nidaamka: haddii heerkulku uu yahay mid joogto ah, mugga uu yahay mid joogto ah, ama dhammaan doorsoomayaasha way isbeddelaan. Kiisaska fudud, sharciyada Boyle iyo Gay-Lussac ayaa waxtar leh. Xaaladaha guud ahaan, isla'egta gaaska ee isku dhafan iyo isla'egta gaaska ee ku habboon ayaa ah qalabka ugu muhiimsan. Haddii gaasaska la isku daro, sharciga Dalton waxaa loo isticmaalaa in lagu go'aamiyo cadaadiska guud iyo kan qayb ahaan. Markaad fahamto qaacidooyinka, cutubyada, iyo tallaabooyinka beddelka, waxaad si dhakhso leh oo sax ah u xallin kartaa dhibaatooyinka cadaadiska gaaska ee kala duwan.
Haddii aad rabto, waxaan samayn karaa nooc ka mid ah maqaalkan oo leh su'aalo badan oo ku saabsan tababarka (dheh 10-15 su'aalood) oo ay weheliso sharraxaad tallaabo-tallaabo ah.
