বাতাসের ওজন কত? ঘনক ওজন, বায়ু লিটার

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-31 15:43

অনেকে অবাক হতে পারেন যে বাতাসের একটি নির্দিষ্ট অ-শূন্য ওজন রয়েছে। এই ওজনের সঠিক মান নির্ধারণ করা এত সহজ নয়, কারণ এটি রাসায়নিক গঠন, আর্দ্রতা, তাপমাত্রা এবং চাপের মতো কারণগুলির দ্বারা দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত হয়। বাতাসের ওজন কত সে প্রশ্নটি ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।

বায়ু কি

বাতাসের ওজন কত এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার আগে, এই পদার্থটি কী তা বোঝা দরকার। বায়ু হল একটি গ্যাসীয় শেল যা আমাদের গ্রহের চারপাশে বিদ্যমান এবং যা বিভিন্ন গ্যাসের সমজাতীয় মিশ্রণ। বায়ুতে নিম্নলিখিত গ্যাস রয়েছে:

• নাইট্রোজেন (78.08%);
• অক্সিজেন (20.94%);
• আর্গন (0.93%);
• জলীয় বাষ্প (0.40%);
• কার্বন ডাই অক্সাইড (0.035%)।

উপরে তালিকাভুক্ত গ্যাসগুলি ছাড়াও, বাতাসে ন্যূনতম পরিমাণে নিয়ন (0.0018%), হিলিয়াম (0.0005%), মিথেন (0.00017%), ক্রিপ্টন (0.00014%), হাইড্রোজেন (0.00005%), অ্যামোনিয়া (0.0003%)।

এটি লক্ষ্য করা আকর্ষণীয়আপনি এই উপাদানগুলিকে আলাদা করতে পারেন যদি আপনি বায়ুকে ঘনীভূত করেন, অর্থাৎ চাপ বৃদ্ধি এবং তাপমাত্রা হ্রাস করে এটিকে তরল অবস্থায় পরিণত করুন। যেহেতু বাতাসের প্রতিটি উপাদানের নিজস্ব ঘনীভবন তাপমাত্রা রয়েছে, তাই এইভাবে বায়ু থেকে সমস্ত উপাদান বিচ্ছিন্ন করা সম্ভব, যা অনুশীলনে ব্যবহৃত হয়।

বায়ুর ওজন এবং এটিকে প্রভাবিত করার কারণগুলি

এক ঘনমিটার বাতাসের ওজন কত? অবশ্যই, অনেকগুলি কারণ যা এই ওজনকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করতে পারে৷

প্রথম, এটি রাসায়নিক গঠন। উপরে পরিষ্কার বাতাসের সংমিশ্রণের ডেটা রয়েছে, তবে, বর্তমানে এই বায়ুটি গ্রহের অনেক জায়গায় ব্যাপকভাবে দূষিত, যথাক্রমে, এর গঠন ভিন্ন হবে। এইভাবে, বড় শহরগুলির কাছাকাছি, বাতাসে গ্রামীণ এলাকার বাতাসের চেয়ে বেশি কার্বন ডাই অক্সাইড, অ্যামোনিয়া, মিথেন থাকে৷

দ্বিতীয়ত, আর্দ্রতা, অর্থাৎ বায়ুমণ্ডলে থাকা জলীয় বাষ্পের পরিমাণ। বাতাস যত বেশি আর্দ্র হবে, তার ওজন তত কম হবে, অন্যান্য জিনিস সমান হবে।

তৃতীয়, তাপমাত্রা। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ, এর মান যত কম হবে, বাতাসের ঘনত্ব তত বেশি হবে এবং সেই অনুযায়ী, এর ওজন তত বেশি হবে।

চতুর্থত, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ, যা সরাসরি একটি নির্দিষ্ট আয়তনে বায়ুর অণুর সংখ্যা প্রতিফলিত করে, অর্থাৎ এর ওজন।

এই কারণগুলির সংমিশ্রণ কীভাবে বাতাসের ওজনকে প্রভাবিত করে তা বোঝার জন্য, আসুন একটি সাধারণ উদাহরণ নেওয়া যাক: 25 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় এক মিটার শুষ্ক ঘন বায়ুর ভর, যা পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি অবস্থিত,1.205 কেজি, কিন্তু যদি আমরা 0 ° C তাপমাত্রায় সমুদ্র পৃষ্ঠের কাছাকাছি বায়ুর অনুরূপ আয়তন বিবেচনা করি, তাহলে এর ভর ইতিমধ্যে 1.293 kg এর সমান হবে, অর্থাৎ এটি 7.3% বৃদ্ধি পাবে।

উচ্চতার সাথে বাতাসের ঘনত্বের পরিবর্তন

উচ্চতা বাড়ার সাথে সাথে বাতাসের চাপ যথাক্রমে হ্রাস পায়, এর ঘনত্ব এবং ওজন হ্রাস পায়। পৃথিবীতে পরিলক্ষিত চাপে বায়ুমণ্ডলীয় বায়ুকে প্রথম আনুমানিক হিসাবে একটি আদর্শ গ্যাস হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এর মানে হল যে বায়ুর চাপ এবং ঘনত্ব একটি আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণের মাধ্যমে একে অপরের সাথে গাণিতিকভাবে সম্পর্কিত: P=ρRT/M, যেখানে P হল চাপ, ρ হল ঘনত্ব, T হল কেলভিনে তাপমাত্রা, M হল বায়ুর মোলার ভর, R হল সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক।

উপরের সূত্র থেকে, আপনি উচ্চতার উপর বায়ুর ঘনত্বের নির্ভরতার সূত্র পেতে পারেন, কারণ P=P₀+ρ আইন অনুসারে চাপ পরিবর্তিত হয়। gh, যেখানে P ₀ - পৃথিবীর পৃষ্ঠে চাপ, g - বিনামূল্যে পতনের ত্বরণ, h - উচ্চতা। পূর্ববর্তী রাশিতে চাপের জন্য এই সূত্রটি প্রতিস্থাপন করে এবং ঘনত্ব প্রকাশ করলে আমরা পাই: ρ(h)=P_{0M/(RT(h)+g(h) Mh)। এই অভিব্যক্তিটি ব্যবহার করে, আপনি যেকোনো উচ্চতায় বাতাসের ঘনত্ব নির্ধারণ করতে পারেন। তদনুসারে, বাতাসের ওজন (আরো সঠিকভাবে, ভর) সূত্র m(h)=ρ(h)V দ্বারা নির্ধারিত হয়, যেখানে V হল প্রদত্ত আয়তন।}

উচ্চতার উপর ঘনত্বের নির্ভরতার অভিব্যক্তিতে, কেউ লক্ষ্য করতে পারে যে তাপমাত্রা এবং মুক্ত পতনের ত্বরণও উচ্চতার উপর নির্ভর করে। শেষ নির্ভরতা উপেক্ষা করা যেতে পারে যদি আমরা 1-2 কিলোমিটারের বেশি উচ্চতার কথা বলি। তাপমাত্রা সম্পর্কে, এটিউচ্চতা নির্ভরতা নিম্নলিখিত অভিজ্ঞতামূলক অভিব্যক্তি দ্বারা ভালভাবে বর্ণনা করা হয়েছে: T(h)=T₀-0, 65h, যেখানে T_{0 হল ভূপৃষ্ঠের কাছাকাছি বাতাসের তাপমাত্রা।}

প্রতিটি উচ্চতার ঘনত্ব ক্রমাগত গণনা না করার জন্য, নীচে উচ্চতার (10 কিমি পর্যন্ত) প্রধান বায়ু বৈশিষ্ট্যের নির্ভরতার একটি সারণী রয়েছে।

কোন বাতাস সবচেয়ে ভারী

> সংক্ষেপে, ঠান্ডা বাতাসের ওজন সবসময় উষ্ণ বাতাসের চেয়ে বেশি হয়, যেহেতু পরেরটির ঘনত্ব কম, এবং শুষ্ক বাতাসের ওজন আর্দ্র বাতাসের চেয়ে বেশি। শেষ বিবৃতিটি বোঝা সহজ, যেহেতু বাতাসের মোলার ভর হল 29 গ্রাম/মোল, এবং জলের অণুর মোলার ভর হল 18 গ্রাম/মোল, অর্থাৎ 1.6 গুণ কম৷

প্রদত্ত পরিস্থিতিতে বাতাসের ওজন নির্ণয় করা

এখন একটি নির্দিষ্ট সমস্যার সমাধান করা যাক। 288 K তাপমাত্রায় 150 লিটার আয়তনে কত বাতাসের ওজনের প্রশ্নটির উত্তর দেওয়া যাক। বিবেচনা করুন যে 1 লিটার হল একটি ঘনমিটারের এক হাজার ভাগ, অর্থাৎ 1 লিটার=0.001 m3 288 কে-এর তাপমাত্রার জন্য, এটি 15 ডিগ্রি সেলসিয়াসের সাথে মিলে যায়, অর্থাৎ, এটি আমাদের গ্রহের অনেক অঞ্চলের জন্য সাধারণ। পরবর্তী ধাপে বাতাসের ঘনত্ব নির্ধারণ করা হয়। এটি করার দুটি উপায় রয়েছে:

1. সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে 0 মিটার উচ্চতার জন্য উপরের সূত্রটি ব্যবহার করে গণনা করুন। এই ক্ষেত্রে, মান ρ=1.227 kg/m প্রাপ্ত হয়3
2. উপরের টেবিলটি দেখুন, যা T₀=288.15 K এর উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে। টেবিলটিতে মান রয়েছে ρ=1.225 kg/m ^{3 ।}

এইভাবে, আমরা দুটি সংখ্যা পেয়েছি যা একে অপরের সাথে ভাল চুক্তিতে রয়েছে। একটি সামান্য পার্থক্য তাপমাত্রা নির্ধারণে 0.15 K এর ত্রুটির কারণে, এবং এটিও যে বায়ু এখনও একটি আদর্শ নয়, তবে একটি বাস্তব গ্যাস। অতএব, আরও গণনার জন্য, আমরা দুটি প্রাপ্ত মানের গড় নিই, অর্থাৎ, ρ=1, 226 kg/m3.

এখন, ভর, ঘনত্ব এবং আয়তনের মধ্যে সম্পর্কের সূত্র ব্যবহার করে, আমরা পাই: m=ρV=1.226 kg/m³0.150 m 3^{=0.1839 কেজি বা 183.9 গ্রাম।}

আপনিও উত্তর দিতে পারেন যে প্রদত্ত পরিস্থিতিতে এক লিটার বাতাসের ওজন কত: m=1.226 kg/m³0.001 m^{3=0.001226 কেজি বা আনুমানিক 1.2 গ্রাম।}

কেন আমরা অনুভব করি না যে বাতাস আমাদের উপর চাপা পড়ছে

1 m3 বায়ুর ওজন কত? 1 কেজির একটু বেশি। আমাদের গ্রহের পুরো বায়ুমণ্ডলীয় টেবিলটি 200 কেজি ওজনের একজন ব্যক্তির উপর চাপ দেয়! এটি প্রচুর পরিমাণে বাতাসের ভর যা একজন ব্যক্তির অনেক সমস্যার কারণ হতে পারে। কেন আমরা এটা অনুভব করি না? এটি দুটি কারণে ঘটে: প্রথমত, ব্যক্তির নিজের ভিতরেও অভ্যন্তরীণ চাপ থাকে, যা বাহ্যিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে প্রতিহত করে এবং দ্বিতীয়ত, বায়ু, গ্যাস হওয়ার কারণে, সমস্ত দিকে সমানভাবে চাপ প্রয়োগ করে, অর্থাৎ, সমস্ত দিকের চাপ প্রতিটি দিকে ভারসাম্য বজায় রাখে। অন্যান্য।