வாயுவின் சராசரி இயக்க ஆற்றல்

வாயுவின் சராசரி இயக்க ஆற்றல்

அழுத்தத்தைத் தவிர, வாயுவின் பருநிலைப் பண்புகளைக் குறிக்கும் அளவுகளில் ஒன்று வெப்பநிலை (T) ஆகும். வாயுக்களின் இயக்கவியல் கோட்பாடு என்ற பாடத்தில் வருவிக்கப்பட்ட வாயு அழுத்தச் சமன்பாடு மீண்டும் எழுதப்படுகிறது:

நல்லியல்பு வாயு விதி என்ற தலைப்பில் வருவிக்கப்பட்ட நல்லியல்பு வாயு விதி சமன்பாடு மீண்டும் எழுதப்பட்டுள்ளது:

PV = NkT → சமன்பாடு b

சமன்பாடு a மற்றும் சமன்பாடு b-ஐக் கருத்தில் கொள்க. அவற்றின் இடது பக்கங்கள் சமமாகவும், வலது பக்கங்கள் ஏறக்குறைய சமமாகவும் உள்ளன. இடது பக்கங்கள் சமமாக இருப்பதால், இரண்டு சமன்பாடுகளையும் இணைக்கலாம்:

இடது மற்றும் வலது பக்கங்களை 3/2 ஆல் பெருக்கினால், இந்த சமன்பாடு அதன் வடிவத்தை பின்வருமாறு மாற்றும்:

வெப்பநிலையானது வாயு மூலக்கூறுகளின் சராசரி இடப்பெயர்வு இயக்க ஆற்றலுக்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது. வெப்பநிலை அதிகமாக இருந்தால், சராசரி இடப்பெயர்வு இயக்க ஆற்றல் அதிகமாக இருக்கும்; இதற்கு நேர்மாறாக, வெப்பநிலை குறைவாக இருந்தால், சராசரி இடப்பெயர்வு இயக்க ஆற்றல் குறைவாக இருக்கும். எனவே, வெப்பநிலை என்பது மூலக்கூறுகளின் சராசரி இடப்பெயர்வு இயக்க ஆற்றலின் ஓர் அளவீடு என்று நாம் முடிவு செய்யலாம்.

தனி வெப்பநிலை மற்றும் நேரியல் இயக்க ஆற்றல் 2 ஆகியவற்றின் சமன்பாட்டை வேறு வடிவத்தில் எழுதலாம்:

முதலில், நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றல் என்பது நேர்கோட்டு இயக்கத்திற்கு உட்படும் ஒரு பொருள் அல்லது மூலக்கூறு கொண்டிருக்கும் இயக்க ஆற்றலாகும். நேர்கோட்டு இயக்கம் நேர்கோடாக, சாய்வாக அல்லது பரவளையமாக இருக்கலாம். இதன் எதிர்நிலை சுழற்சி இயக்க ஆற்றலாகும். சுழற்சி இயக்க ஆற்றல் என்பது சுழற்சி இயக்கத்திற்கு உட்படும் ஒரு பொருள் அல்லது மூலக்கூறு கொண்டிருக்கும் இயக்க ஆற்றலாகும்.

இரண்டாவதாக, மேலே உள்ள சமன்பாட்டில் உள்ள சராசரி இடப்பெயர்வு இயக்க ஆற்றல், ஒற்றை அணு வாயுக்களுக்கு மட்டுமே பொருந்தும். He (ஹீலியம்), Ar (ஆர்கான்) போன்றவை ஒற்றை அணு வாயுக்களுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். ஒற்றை அணு வாயுக்களுடன், இரட்டை அணு வாயுக்களும் உள்ளன. O₂ ₍ ஆக்ஸிஜன்), N₂ ₍ நைட்ரஜன்), CO (கார்பன் மோனாக்சைடு) போன்றவை இரட்டை அணு வாயுக்களுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். பல அணு வாயுக்களும் உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, CO₂ ₍ கார்பன் டை ஆக்சைடு) போன்றவை. ஒற்றை அணு வாயுக்கள் ஒரே ஒரு அணுவையும், இரட்டை அணு வாயுக்கள் இரண்டு அணுக்களையும், பல அணு வாயுக்கள் பல அணுக்களையும் கொண்டுள்ளன.

மூன்றாவதாக , தனி வெப்பநிலையானது கெல்வின் அளவுகோலில் (K) குறிப்பிடப்பட வேண்டும். வெப்பநிலை இன்னும் செல்சியஸ் அளவுகோலில் ( ^° C) இருந்தால், முதலில் அதை கெல்வின் அளவுகோலுக்கு (K) மாற்றவும்.

நான்காவதாக, மேலே உள்ள சமன்பாடு 1 மற்றும் சமன்பாடு 2 ஆகியவை வாயுப் பொருட்களுக்கு மட்டுமல்லாமல், திரவங்கள் மற்றும் வாயுப் பொருட்களுக்கும் பொருந்தும்.

சிக்கல்களுக்கான எடுத்துக்காட்டு :

^{40 °} C வெப்பநிலையில் ஒரு வாயுவில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் சராசரி நேர்கோட்டு இயக்க ஆற்றல் என்ன?

கலந்துரையாடல்