কি কি শর্তে বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ কারবে?

অত্যন্ত নিম্ন চাপ ও উচ্চ তাপমাত্রায় বাস্তব গ্যাসের আদর্শ আচরণের কারণ

১ মোল বাস্তব গ্যাসের ক্ষেত্রে ভ্যান্ডার ওয়ালস সমীকরণটি হলো: (P +

)(V − b) = RT

নির্দিষ্ট কিছু বিশেষ অবস্থায় বাস্তব গ্যাসসমূহ এই সমীকরণ থেকে বিচ্যুত হয়ে আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ প্রদর্শন করে। নিচে এর কারণসমূহ ব্যাখ্যা করা হলো:

i. অত্যন্ত নিম্ন চাপ (At Very Low Pressure)

অত্যন্ত নিম্ন চাপে বয়ায়েলের সূত্রানুসারে গ্যাসের আয়তনের মান অনেক বেশি হয়। ফলে গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যকার পারস্পরিক দূরত্ব খুব বেড়ে যায়। এর ফলে অণুগুলোর মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল খুবই কম হয়।

এখানে a এর ক্ষুদ্র মান এবং V এর বৃহৎ মানের জন্য

পদটির মান অত্যন্ত কম হয়। তাই পদটিকে মূল চাপ P এর সাপেক্ষে অগ্রাহ্য করা যায়।

আবার, আয়তনের (V) বৃহৎ মানের জন্য ধ্রুবক b এর মানকে V এর সাপেক্ষে সম্পূর্ণ নগণ্য বলে অগ্রাহ্য করা যায়।

এই অবস্থায় ভ্যান্ডার ওয়ালস সমীকরণটির পরিবর্তিত রূপ হয়: PV = RT। যা একটি আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ। কাজেই খুব নিম্ন চাপে বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে।

ii. উচ্চ তাপমাত্রায় (At High Temperature)

উচ্চ তাপমাত্রায় চার্লসের সূত্রানুসারে গ্যাসের আয়তন অত্যন্ত বেশি হয়। আবার, খুব উচ্চ তাপমাত্রায় গ্যাস অণুগুলির গতিশক্তি এত বেশি হয় যে, এই গতিশক্তি অণুগুলোর মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলকে সহজেই অতিক্রম করতে পারে।

ফলে খুব উচ্চ তাপমাত্রায় আকর্ষণজনিত সংশোধিত পদ

এর মান মূল চাপ P এর সাপেক্ষে নগণ্য হয়। আবার আয়তনের (V) বৃহৎ মানের কারণে b এর মানকেও V এর সাপেক্ষে অগ্রাহ্য করা যায়।

এই অবস্থায় ভ্যান্ডার ওয়ালস সমীকরণটির রূপ হয়: PV = RT। তাই খুব উচ্চ তাপমাত্রায় বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে।