আমরা যে বিশ্বে বাস করি তা কল্পনাতীতভাবে সুন্দর এবং বিভিন্ন প্রক্রিয়ায় পূর্ণ যা জীবনের গতিপথ নির্ধারণ করে। এই সমস্ত প্রক্রিয়া পরিচিত বিজ্ঞান দ্বারা অধ্যয়ন করা হয় - পদার্থবিদ্যা. এটি মহাবিশ্বের উৎপত্তি সম্পর্কে অন্তত কিছু ধারণা পাওয়ার সুযোগ দেয়। এই নিবন্ধে, আমরা আণবিক গতি তত্ত্ব, এর সমীকরণ, প্রকার এবং সূত্রের মতো একটি ধারণা বিবেচনা করব। যাইহোক, এই বিষয়গুলির গভীর অধ্যয়নের দিকে যাওয়ার আগে, আপনাকে পদার্থবিজ্ঞানের অর্থ এবং এটি যে ক্ষেত্রগুলি অধ্যয়ন করে তা নিজের জন্য স্পষ্ট করতে হবে৷
পদার্থবিদ্যা কি?
আসলে, এটি একটি অত্যন্ত বিস্তৃত বিজ্ঞান এবং, সম্ভবত, মানবজাতির ইতিহাসে সবচেয়ে মৌলিক। উদাহরণস্বরূপ, যদি একই কম্পিউটার বিজ্ঞান মানুষের কার্যকলাপের প্রায় প্রতিটি ক্ষেত্রের সাথে জড়িত থাকে, তা গণনামূলক নকশা বা কার্টুন তৈরি করা হোক না কেন, তাহলে পদার্থবিদ্যা হল জীবন, এর জটিল প্রক্রিয়া এবং প্রবাহের বর্ণনা। আসুন এর অর্থ বোঝার চেষ্টা করি, যতটা সম্ভব বোঝা সহজ করে।
তাইএইভাবে, পদার্থবিদ্যা একটি বিজ্ঞান যা শক্তি এবং পদার্থের অধ্যয়ন, তাদের মধ্যে সংযোগ, আমাদের বিশাল মহাবিশ্বে ঘটে যাওয়া অনেক প্রক্রিয়ার ব্যাখ্যা নিয়ে কাজ করে। পদার্থের গঠনের আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বটি তত্ত্ব এবং পদার্থবিজ্ঞানের শাখার সমুদ্রের একটি ছোট ড্রপ মাত্র।
শক্তি, যা এই বিজ্ঞান বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করে, বিভিন্ন আকারে উপস্থাপন করা যেতে পারে। যেমন আলো, গতি, মাধ্যাকর্ষণ, বিকিরণ, বিদ্যুত এবং আরও অনেক আকারে। আমরা এই নিবন্ধে এই ফর্মগুলির গঠনের আণবিক গতি তত্ত্বকে স্পর্শ করব৷
পদার্থের অধ্যয়ন আমাদের পদার্থের পারমাণবিক গঠন সম্পর্কে ধারণা দেয়। যাইহোক, এটি আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্ব থেকে অনুসরণ করে। পদার্থের গঠনের বিজ্ঞান আমাদের অস্তিত্বের অর্থ, জীবন এবং মহাবিশ্বের উদ্ভবের কারণগুলি বুঝতে এবং খুঁজে পেতে দেয়। আসুন এখনও পদার্থের আণবিক গতি তত্ত্ব অধ্যয়ন করার চেষ্টা করি৷
প্রথম, পরিভাষা এবং যে কোন উপসংহার সম্পূর্ণরূপে বোঝার জন্য কিছু ভূমিকা প্রয়োজন।
পদার্থবিদ্যা বিষয়
আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্ব কী এই প্রশ্নের উত্তরে, কেউ পদার্থবিজ্ঞানের বিভাগগুলি সম্পর্কে কথা বলতে পারে না। এগুলির প্রত্যেকটিই মানব জীবনের একটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রের বিশদ অধ্যয়ন এবং ব্যাখ্যা নিয়ে কাজ করে। তারা নিম্নরূপ শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:
- মেকানিক্স, যা আরও দুটি বিভাগে বিভক্ত: গতিবিদ্যা এবং গতিবিদ্যা।
- স্ট্যাটিক।
- তাপগতিবিদ্যা।
- আণবিক বিভাগ।
- ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স।
- অপটিক্স।
- কোয়ান্টাম এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের পদার্থবিদ্যা।
আসুন বিশেষভাবে আণবিক সম্পর্কে কথা বলিপদার্থবিদ্যা, কারণ এটি আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে।
তাপগতিবিদ্যা কি?
এটা মনে রাখা উচিত যে এই বিজ্ঞানগুলি দেহ এবং পদার্থের অভ্যন্তরীণ অবস্থাকে সুনির্দিষ্টভাবে বর্ণনা করে। উদাহরণস্বরূপ, পারমাণবিক স্তরে উত্তাপ, স্ফটিককরণ, বাষ্পীকরণ এবং ঘনীভবনের সময় তাদের অবস্থা। অন্য কথায়, আণবিক পদার্থবিদ্যা হল সিস্টেমের বিজ্ঞান যা বিপুল সংখ্যক কণা নিয়ে গঠিত: পরমাণু এবং অণু।
এই বিজ্ঞানগুলিই আণবিক গতি তত্ত্বের প্রধান বিধানগুলি অধ্যয়ন করেছিল৷
এমনকি সপ্তম শ্রেণির পাঠক্রমে, আমরা মাইক্রো- এবং ম্যাক্রো-ওয়ার্ল্ডস, সিস্টেমের ধারণাগুলির সাথে পরিচিত হয়েছি। মেমরিতে এই পদগুলিকে রিফ্রেশ করা অপ্রয়োজনীয় হবে না৷
মাইক্রোওয়ার্ল্ড, আমরা এর নাম থেকেই দেখতে পাচ্ছি, প্রাথমিক কণা দ্বারা গঠিত। অন্য কথায়, এটি ক্ষুদ্র কণার জগত। তাদের মাপ পরিমাপ করা হয় 10-18 m থেকে 10-4 m, এবং তাদের প্রকৃত অবস্থার সময় উভয়ই অসীম এবং অনুপাতহীনভাবে ছোট ব্যবধান, উদাহরণস্বরূপ, 10-20 s।
ম্যাক্রোওয়ার্ল্ড অনেকগুলি প্রাথমিক কণার সমন্বয়ে গঠিত স্থিতিশীল ফর্মগুলির দেহ এবং সিস্টেমকে বিবেচনা করে। এই ধরনের সিস্টেম আমাদের মানুষের আকারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
এছাড়া, একটি মেগা ওয়ার্ল্ড হিসাবে এমন একটি জিনিস রয়েছে। এটি বিশাল গ্রহ, মহাজাগতিক ছায়াপথ এবং কমপ্লেক্স নিয়ে গঠিত।
বেসিকতত্ত্ব
এখন যেহেতু আমরা একটু সংক্ষিপ্ত করে ফেলেছি এবং পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক পদগুলি মনে রেখেছি, আমরা সরাসরি এই নিবন্ধের মূল বিষয়ে যেতে পারি।
আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্ব আবির্ভূত হয় এবং ঊনবিংশ শতাব্দীতে প্রথমবারের মতো প্রণয়ন করা হয়। রবার্ট হুক, আইজ্যাক-এর মতো বিশিষ্ট বিজ্ঞানীদের অনুমান থেকে সংগৃহীত তিনটি মৌলিক বিধানের উপর ভিত্তি করে এটির সারমর্মটি এই সত্যের মধ্যে রয়েছে যে এটি যেকোন পদার্থের গঠন (প্রায়শই কঠিন এবং তরল দেহের তুলনায় গ্যাসের গঠন) বিশদভাবে বর্ণনা করে। নিউটন, ড্যানিয়েল বার্নোলি, মিখাইল লোমোনোসভ এবং আরও অনেকে।
আণবিক গতি তত্ত্বের প্রধান বিধানগুলি এইরকম শোনায়:
- অবশ্যই সমস্ত পদার্থের (তারা তরল, কঠিন বা বায়বীয় যাই হোক না কেন) একটি জটিল গঠন রয়েছে, যার মধ্যে ছোট কণা রয়েছে: অণু এবং পরমাণু। পরমাণুকে কখনো কখনো "প্রাথমিক অণু" বলা হয়।
- এই সমস্ত প্রাথমিক কণা সর্বদা অবিরাম এবং বিশৃঙ্খল আন্দোলনের অবস্থায় থাকে। আমরা প্রত্যেকেই এই প্রস্তাবের প্রত্যক্ষ প্রমাণ পেয়েছি, কিন্তু, সম্ভবত, এটিকে খুব বেশি গুরুত্ব দেয়নি। উদাহরণস্বরূপ, আমরা সবাই সূর্যের রশ্মির পটভূমিতে দেখেছি যে ধূলিকণাগুলি ক্রমাগত একটি বিশৃঙ্খল দিকে চলেছে। এটি এই কারণে যে পরমাণুগুলি একে অপরের সাথে পারস্পরিক ধাক্কা উত্পাদন করে, ক্রমাগত একে অপরকে গতিশক্তি সরবরাহ করে। এই ঘটনাটি 1827 সালে প্রথম অধ্যয়ন করা হয়েছিল, এবং এটি আবিষ্কারকের নামে নামকরণ করা হয়েছিল - "ব্রাউনিয়ান গতি"।
- সমস্ত প্রাথমিক কণা একে অপরের সাথে ক্রমাগত মিথস্ক্রিয়া প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছেনির্দিষ্ট কিছু শক্তি যাদের একটি বৈদ্যুতিক শিলা আছে।
এটা লক্ষণীয় যে দুই নম্বর অবস্থানের বর্ণনা করার আরেকটি উদাহরণ, যা প্রযোজ্য হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, গ্যাসের আণবিক গতি তত্ত্বের ক্ষেত্রে, প্রসারণ। আমরা দৈনন্দিন জীবনে এবং একাধিক পরীক্ষা এবং নিয়ন্ত্রণে এটির সম্মুখীন হই, তাই এটি সম্পর্কে ধারণা থাকা গুরুত্বপূর্ণ৷
প্রথমে, নিম্নলিখিত উদাহরণগুলি বিবেচনা করুন:
ডাক্তার ভুলবশত টেবিলের একটি ফ্লাস্ক থেকে অ্যালকোহল ছিটিয়ে ফেলেছে। অথবা হয়ত আপনি আপনার পারফিউমের বোতল ফেলে দিয়েছিলেন এবং এটি পুরো মেঝেতে ছড়িয়ে পড়েছে৷
কেন, এই দুটি ক্ষেত্রে, অ্যালকোহলের গন্ধ এবং পারফিউমের গন্ধ উভয়ই কিছুক্ষণ পরে পুরো ঘরটি পূর্ণ করে দেবে, এবং শুধুমাত্র সেই জায়গাটি নয় যেখানে এই পদার্থগুলির বিষয়বস্তু ছড়িয়ে পড়েছিল?
উত্তরটি সহজ: বিস্তার।
ডিফিউশন - এটা কি? এটা কিভাবে প্রবাহিত হয়?
এটি এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে একটি নির্দিষ্ট পদার্থ (সাধারণত একটি গ্যাস) তৈরি করা কণা অন্যটির আন্তঃআণবিক শূন্যতায় প্রবেশ করে। আমাদের উপরের উদাহরণগুলিতে, নিম্নলিখিতগুলি ঘটেছে: তাপীয় কারণে, অর্থাৎ, ক্রমাগত এবং বিচ্ছিন্ন আন্দোলনের কারণে, অ্যালকোহল এবং / অথবা সুগন্ধির অণুগুলি বায়ুর অণুর মধ্যে ফাঁকে পড়েছিল। ধীরে ধীরে, পরমাণু এবং বায়ুর অণুর সাথে সংঘর্ষের প্রভাবে, তারা ঘরের চারপাশে ছড়িয়ে পড়ে। যাইহোক, প্রসারণের তীব্রতা, অর্থাৎ, এর প্রবাহের গতি, প্রসারণের সাথে জড়িত পদার্থের ঘনত্বের পাশাপাশি তাদের পরমাণু এবং অণুগুলির গতির শক্তির উপর নির্ভর করে, যাকে গতি বলে। গতিশক্তি যত বেশি হবে, এই অণুর গতি তত বেশি হবে, যথাক্রমে, এবং তীব্রতা।
দ্রুততম প্রসারণ প্রক্রিয়াকে গ্যাসে বিচ্ছুরণ বলা যেতে পারে। এটি এই কারণে যে গ্যাসটি তার সংমিশ্রণে একজাতীয় নয়, যার অর্থ হল গ্যাসগুলির আন্তঃআণবিক শূন্যতাগুলি যথাক্রমে একটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণ স্থান দখল করে এবং তাদের মধ্যে একটি বিদেশী পদার্থের পরমাণু এবং অণু পাওয়ার প্রক্রিয়াটি সহজ এবং দ্রুত এগিয়ে যায়।.
তরল পদার্থে এই প্রক্রিয়াটি একটু ধীর। চায়ের মগে চিনির কিউব দ্রবীভূত করা তরলে কঠিন পদার্থের বিচ্ছুরণের উদাহরণ মাত্র।
কিন্তু দীর্ঘতম সময় হল একটি শক্ত স্ফটিক কাঠামো সহ দেহে ছড়িয়ে পড়া। এটি ঠিক তাই, কারণ কঠিন পদার্থের গঠন একজাত এবং একটি শক্তিশালী স্ফটিক জালি রয়েছে, যার কোষগুলিতে কঠিনের পরমাণুগুলি কম্পন করে। উদাহরণস্বরূপ, যদি দুটি ধাতব দণ্ডের পৃষ্ঠগুলি ভালভাবে পরিষ্কার করা হয় এবং তারপর একে অপরের সংস্পর্শে আনা হয়, তবে যথেষ্ট দীর্ঘ সময় পরে আমরা একটি ধাতুর টুকরো অন্যটিতে সনাক্ত করতে সক্ষম হব এবং এর বিপরীতে।
অন্যান্য মৌলিক বিভাগের মতো, পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক তত্ত্বটি পৃথক অংশে বিভক্ত: শ্রেণীবিভাগ, প্রকার, সূত্র, সমীকরণ ইত্যাদি। এইভাবে, আমরা আণবিক গতি তত্ত্বের মূল বিষয়গুলি শিখেছি। এর মানে হল যে আপনি নিরাপদে পৃথক তাত্ত্বিক ব্লকের বিবেচনায় এগিয়ে যেতে পারেন৷
গ্যাসের আণবিক-গতিগত তত্ত্ব
গ্যাস তত্ত্বের বিধান বোঝা দরকার। আমরা আগেই বলেছি, আমরা গ্যাসের ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্য যেমন চাপ এবং তাপমাত্রা বিবেচনা করব। এইগ্যাসের আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের সমীকরণ বের করার জন্য পরে প্রয়োজন হবে। কিন্তু গণিত - পরে, এবং এখন তত্ত্ব এবং সেই অনুযায়ী, পদার্থবিদ্যা নিয়ে কাজ করা যাক।
বিজ্ঞানীরা গ্যাসের আণবিক তত্ত্বের পাঁচটি বিধান প্রণয়ন করেছেন, যা গ্যাসের গতিগত মডেল বোঝার জন্য কাজ করে। তারা এই মত শোনাচ্ছে:
- সমস্ত গ্যাস প্রাথমিক কণা দ্বারা গঠিত যেগুলির একটি নির্দিষ্ট আকার নেই, তবে একটি নির্দিষ্ট ভর রয়েছে। অন্য কথায়, এই কণার আয়তন তাদের মধ্যকার দৈর্ঘ্যের তুলনায় ন্যূনতম।
- গ্যাসের পরমাণু এবং অণুগুলির কার্যত কোনও সম্ভাব্য শক্তি নেই, যথাক্রমে, আইন অনুসারে, সমস্ত শক্তি গতির সমান৷
- আমরা ইতিমধ্যেই এই অবস্থানের সাথে পরিচিত হয়েছি - ব্রাউনিয়ান মোশন। অর্থাৎ, গ্যাস কণা সবসময় অবিচ্ছিন্ন এবং বিশৃঙ্খল গতিতে থাকে।
- অবশ্যই সমস্ত গ্যাস কণার পারস্পরিক সংঘর্ষ, গতি এবং শক্তির বার্তা সহ, সম্পূর্ণ স্থিতিস্থাপক। এর মানে হল সংঘর্ষের সময় তাদের গতিশক্তিতে কোন শক্তির ক্ষয় বা তীক্ষ্ণ লাফানো হয় না।
- স্বাভাবিক অবস্থা এবং স্থির তাপমাত্রায়, প্রায় সব গ্যাসের কণার গতির গড় শক্তি একই।
আমরা গ্যাসের আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের এই ধরণের সমীকরণের মাধ্যমে পঞ্চম অবস্থানটি পুনরায় লিখতে পারি:
E=1/2mv^2=3/2kT, যেখানে k হল বোল্টজম্যান ধ্রুবক; T - কেলভিনে তাপমাত্রা।
এই সমীকরণটি আমাদের গ্যাসের প্রাথমিক কণার গতি এবং তাদের পরম তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক বুঝতে সাহায্য করে। তদনুসারে, উচ্চতর তাদের পরমতাপমাত্রা, তাদের গতি এবং গতিশক্তি তত বেশি।
গ্যাসের চাপ
বৈশিষ্ট্যের এই ধরনের ম্যাক্রোস্কোপিক উপাদান, যেমন গ্যাসের চাপ, গতি তত্ত্ব ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। এটি করার জন্য, আসুন নিম্নলিখিত উদাহরণটি কল্পনা করি৷
আসুন ধরে নেওয়া যাক যে কিছু গ্যাসের একটি অণু একটি বাক্সে রয়েছে, যার দৈর্ঘ্য L। আসুন উপরে বর্ণিত গ্যাস তত্ত্বের বিধানগুলি ব্যবহার করি এবং এই বিষয়টি বিবেচনা করি যে আণবিক গোলকটি কেবল x বরাবর চলে। -অক্ষ এইভাবে, আমরা জাহাজের একটি দেয়ালের (বাক্স) সাথে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষের প্রক্রিয়াটি পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হব।
চলমান সংঘর্ষের গতিবেগ, যেমনটি আমরা জানি, সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়: p=mv, কিন্তু এই ক্ষেত্রে, এই সূত্রটি একটি অভিক্ষেপ ফর্ম গ্রহণ করবে: p=mv(x).
যেহেতু আমরা শুধুমাত্র x-অক্ষ, অর্থাৎ x-অক্ষের মাত্রা বিবেচনা করি, তাই ভরবেগের মোট পরিবর্তন সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হবে: mv(x) - m(-v(x))=2mv(x)।
পরবর্তী, নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র ব্যবহার করে আমাদের বস্তুর দ্বারা প্রয়োগ করা বল বিবেচনা করুন: F=ma=P/t.
এই সূত্রগুলি থেকে আমরা গ্যাসের দিক থেকে চাপ প্রকাশ করি: P=F/a;
এখন আসুন ফলের সূত্রে বল অভিব্যক্তি প্রতিস্থাপন করি এবং পান: P=mv(x)^2/L^3.
এর পরে, গ্যাসের অণুর N-তম সংখ্যার জন্য আমাদের সমাপ্ত চাপের সূত্র লেখা যেতে পারে। অন্য কথায়, এটি দেখতে এরকম হবে:
P=Nmv(x)^2/V, যেখানে v হল গতি এবং V হল আয়তন।
এখন গ্যাসের চাপের কিছু মৌলিক বিধান তুলে ধরার চেষ্টা করা যাক:
- এটি এর মাধ্যমে নিজেকে প্রকাশ করেযে বস্তুতে এটি অবস্থিত তার দেয়ালের অণুর সাথে অণুর সংঘর্ষ।
- চাপের মাত্রা জাহাজের দেয়ালে অণুর প্রভাবের বল এবং গতির সাথে সরাসরি সমানুপাতিক৷
তত্ত্বের উপর কিছু সংক্ষিপ্ত উপসংহার
আমরা আরও এগিয়ে যাওয়ার আগে এবং আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণ বিবেচনা করার আগে, আমরা আপনাকে উপরের পয়েন্ট এবং তত্ত্ব থেকে কয়েকটি সংক্ষিপ্ত সিদ্ধান্তের প্রস্তাব দিই:
- এর পরমাণু এবং অণুর গতির গড় শক্তির পরিমাপ হল পরম তাপমাত্রা।
- যখন দুটি ভিন্ন গ্যাস একই তাপমাত্রায় থাকে, তাদের অণুর গড় গতিশক্তি একই থাকে।
- গ্যাস কণার শক্তি গড় বর্গ বেগের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক: E=1/2mv^2।
- যদিও গ্যাসের অণুগুলির যথাক্রমে গড় গতিশক্তি এবং গড় গতি থাকে, পৃথক কণাগুলি বিভিন্ন গতিতে চলে: কিছু দ্রুত, কিছু ধীর।
- তাপমাত্রা যত বেশি, অণুর গতি তত বেশি।
- আমরা গ্যাসের তাপমাত্রা কতবার বাড়াই (উদাহরণস্বরূপ, দ্বিগুণ), এর কণার গতির শক্তি ততবার বাড়ে (যথাক্রমে দ্বিগুণ)।
মৌলিক সমীকরণ এবং সূত্র
আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণ আপনাকে মাইক্রোওয়ার্ল্ডের পরিমাণ এবং সেই অনুযায়ী, ম্যাক্রোস্কোপিক, অর্থাৎ পরিমাপ করা পরিমাণের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করতে দেয়।
আণবিক তত্ত্ব বিবেচনা করতে পারে এমন সহজতম মডেলগুলির মধ্যে একটি হল আদর্শ গ্যাস মডেল৷
আপনি এটা বলতে পারেনএটি একটি আদর্শ গ্যাসের আণবিক গতি তত্ত্ব দ্বারা অধ্যয়ন করা এক ধরনের কাল্পনিক মডেল, যেখানে:
- সরলতম গ্যাস কণাগুলিকে পুরোপুরি স্থিতিস্থাপক বল হিসাবে বিবেচনা করা হয় যেগুলি একে অপরের সাথে এবং যে কোনও জাহাজের দেয়ালের অণুর সাথে শুধুমাত্র একটি ক্ষেত্রেই যোগাযোগ করে - একটি একেবারে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ;
- গ্যাসের অভ্যন্তরে আকর্ষণ শক্তি অনুপস্থিত, অথবা তারা আসলে অবহেলিত হতে পারে;
- গ্যাসের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর উপাদানগুলিকে বস্তুগত বিন্দু হিসাবে নেওয়া যেতে পারে, অর্থাৎ তাদের আয়তনকেও অবহেলা করা যেতে পারে।
এমন একটি মডেল বিবেচনা করে, জার্মান বংশোদ্ভূত পদার্থবিদ রুডলফ ক্লসিয়াস মাইক্রো- এবং ম্যাক্রোস্কোপিক পরামিতির সম্পর্কের মাধ্যমে গ্যাসের চাপের জন্য একটি সূত্র লিখেছেন। দেখে মনে হচ্ছে:
p=1/3m(0)nv^2.
পরে এই সূত্রটিকে একটি আদর্শ গ্যাসের আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণ বলা হবে। এটি বিভিন্ন আকারে উপস্থাপন করা যেতে পারে। আমাদের দায়িত্ব এখন আণবিক পদার্থবিদ্যা, আণবিক গতি তত্ত্ব, এবং তাই তাদের সম্পূর্ণ সমীকরণ এবং প্রকারের মতো বিভাগগুলি দেখানো। অতএব, মৌলিক সূত্রের অন্যান্য বৈচিত্র বিবেচনা করা বোধগম্য।
আমরা জানি যে গ্যাসের অণুগুলির গতির বৈশিষ্ট্যযুক্ত গড় শক্তি সূত্রটি ব্যবহার করে পাওয়া যেতে পারে: E=m(0)v^2/2.
এই ক্ষেত্রে, আমরা মূল চাপ সূত্রে m(0)v^2 অভিব্যক্তিটিকে গড় গতিশক্তি দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে পারি। এর ফলস্বরূপ, আমরা নিম্নলিখিত আকারে গ্যাসের আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণ রচনা করার সুযোগ পাব: p=2/3nE.
এছাড়া, আমরা সবাই জানি যে m(0)n রাশিটি দুটি ভাগফলের গুণফল হিসাবে লেখা যেতে পারে:
মি/NN/V=m/V=ρ.
এই কারসাজির পরে, আমরা তৃতীয়, ভিন্ন আকারে একটি আদর্শ গ্যাসের আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের সমীকরণের জন্য আমাদের সূত্রটি পুনরায় লিখতে পারি:
p=1/3ρv^2.
আচ্ছা, সম্ভবত এই বিষয়ে আপনার এতটুকুই জানা দরকার। এটি শুধুমাত্র সংক্ষিপ্ত (এবং তা নয়) উপসংহারের আকারে অর্জিত জ্ঞানকে পদ্ধতিগত করার জন্যই রয়ে গেছে।
"আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্ব" বিষয়ের সমস্ত সাধারণ উপসংহার এবং সূত্র
তাহলে চলুন শুরু করা যাক।
প্রথম:
পদার্থবিদ্যা হল প্রাকৃতিক বিজ্ঞানের কোর্সে অন্তর্ভুক্ত একটি মৌলিক বিজ্ঞান, যা পদার্থ এবং শক্তির বৈশিষ্ট্য, তাদের গঠন, অজৈব প্রকৃতির ধরণগুলি অধ্যয়ন করে৷
এতে নিম্নলিখিত বিভাগগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
- মেকানিক্স (গতিবিদ্যা এবং গতিবিদ্যা);
- অচল;
- তাপগতিবিদ্যা;
- ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স;
- আণবিক বিভাগ;
- অপটিক্স;
- কোয়ান্টাম এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের পদার্থবিদ্যা।
সেকেন্ড:
কণা পদার্থবিদ্যা এবং তাপগতিবিদ্যা ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত শাখা যা মোট সংখ্যক ভৌত সিস্টেমের একচেটিয়াভাবে ম্যাক্রোস্কোপিক উপাদান অধ্যয়ন করে, অর্থাৎ, বিপুল সংখ্যক প্রাথমিক কণার সমন্বয়ে গঠিত সিস্টেমগুলি৷
এগুলি আণবিক গতি তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে।
তৃতীয়:
বিষয়টির মূল বিষয় হল এটি। আণবিক গতি তত্ত্ব একটি পদার্থের গঠন বিশদভাবে বর্ণনা করে (অনেক সময় কঠিন পদার্থের চেয়ে গ্যাসের গঠন)।এবং তরল দেহ), বিশিষ্ট বিজ্ঞানীদের অনুমান থেকে সংগ্রহ করা তিনটি মৌলিক অনুমানের উপর ভিত্তি করে। তাদের মধ্যে: রবার্ট হুক, আইজ্যাক নিউটন, ড্যানিয়েল বার্নোলি, মিখাইল লোমোনোসভ এবং আরও অনেকে।
চতুর্থ:
আণবিক গতি তত্ত্বের তিনটি মৌলিক নীতি:
- সমস্ত পদার্থের (তারা তরল, কঠিন বা বায়বীয় যাই হোক না কেন) একটি জটিল গঠন রয়েছে যার মধ্যে ছোট কণা রয়েছে: অণু এবং পরমাণু।
- এই সমস্ত সরল কণা ক্রমাগত বিশৃঙ্খল গতিতে থাকে। উদাহরণ: ব্রাউনিয়ান মোশন এবং ডিফিউশন।
- যেকোন অবস্থার অধীনে সমস্ত অণু একটি বৈদ্যুতিক শিলা আছে এমন কিছু শক্তির সাথে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে।
আণবিক গতি তত্ত্বের এই বিধানগুলির প্রতিটিই পদার্থের গঠন অধ্যয়নের একটি শক্ত ভিত্তি।
পঞ্চম:
গ্যাস মডেলের জন্য আণবিক তত্ত্বের কয়েকটি প্রধান পয়েন্ট:
- সমস্ত গ্যাস প্রাথমিক কণা দ্বারা গঠিত যেগুলির একটি নির্দিষ্ট আকার নেই, তবে একটি নির্দিষ্ট ভর রয়েছে। অন্য কথায়, এই কণার আয়তন তাদের মধ্যকার দূরত্বের তুলনায় ন্যূনতম।
- গ্যাসের পরমাণু এবং অণুগুলির কার্যত কোনও সম্ভাব্য শক্তি নেই, যথাক্রমে, তাদের মোট শক্তি গতিশক্তির সমান৷
- আমরা ইতিমধ্যেই এই অবস্থানের সাথে পরিচিত হয়েছি - ব্রাউনিয়ান মোশন। অর্থাৎ, গ্যাস কণা সবসময় একটানা এবং এলোমেলো গতিতে থাকে।
- পরমাণু এবং গ্যাসের অণুগুলির সম্পূর্ণ সমস্ত পারস্পরিক সংঘর্ষ, গতি এবং শক্তির বার্তা সহ, সম্পূর্ণ স্থিতিস্থাপক। এইএর মানে হল সংঘর্ষের সময় তাদের গতিশক্তিতে কোন শক্তির ক্ষয় বা তীক্ষ্ণ লাফানো হয় না।
- স্বাভাবিক অবস্থা এবং স্থির তাপমাত্রায়, প্রায় সব গ্যাসের গড় গতিশক্তি একই।
ষষ্ঠ:
গ্যাসের তত্ত্ব থেকে উপসংহার:
- পরম তাপমাত্রা তার পরমাণু এবং অণুর গড় গতিশক্তির একটি পরিমাপ।
- যখন দুটি ভিন্ন গ্যাস একই তাপমাত্রায় থাকে, তাদের অণুর গড় গতিশক্তি একই থাকে।
- গ্যাস কণার গড় গতিশক্তি মূল গড় বর্গ বেগের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক: E=1/2mv^2.
- যদিও গ্যাসের অণুগুলির যথাক্রমে গড় গতিশক্তি এবং গড় গতি থাকে, পৃথক কণাগুলি বিভিন্ন গতিতে চলে: কিছু দ্রুত, কিছু ধীর।
- তাপমাত্রা যত বেশি, অণুর গতি তত বেশি।
- আমরা গ্যাসের তাপমাত্রা কতবার বাড়াই (উদাহরণস্বরূপ, দ্বিগুণ), এর কণার গড় গতিশক্তিও অনেক গুণ বৃদ্ধি পায় (যথাক্রমে দ্বিগুণ)।
- যে জাহাজে এটি অবস্থিত তার দেয়ালে গ্যাসের চাপ এবং এই দেয়ালে অণুর প্রভাবের তীব্রতার মধ্যে সম্পর্ক সরাসরি সমানুপাতিক: যত বেশি প্রভাব পড়বে, চাপ তত বেশি হবে এবং এর বিপরীতে.
সপ্তম:
একটি আদর্শ গ্যাস মডেল হল এমন একটি মডেল যেখানে নিম্নলিখিত শর্তগুলি অবশ্যই পূরণ করতে হবে:
- গ্যাসের অণু পুরোপুরি স্থিতিস্থাপক বল হিসাবে বিবেচিত হতে পারে।
- এই বলগুলি একে অপরের সাথে এবং যেকোনো দেয়ালের সাথে যোগাযোগ করতে পারেশুধুমাত্র একটি ক্ষেত্রে জাহাজ - একেবারে ইলাস্টিক সংঘর্ষ।
- যে শক্তিগুলি গ্যাসের পরমাণু এবং অণুর মধ্যে পারস্পরিক জোরকে বর্ণনা করে অনুপস্থিত বা আসলে উপেক্ষিত হতে পারে।
- পরমাণু এবং অণুগুলিকে বস্তুগত বিন্দু হিসাবে বিবেচনা করা হয়, অর্থাৎ তাদের আয়তনকেও উপেক্ষা করা যেতে পারে।
অষ্টম:
আসুন সমস্ত মৌলিক সমীকরণ দেওয়া যাক এবং "আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্ব" বিষয়ের সূত্র দেখাই:
p=1/3m(0)nv^2 - আদর্শ গ্যাস মডেলের মৌলিক সমীকরণ, যা জার্মান পদার্থবিদ রুডলফ ক্লসিয়াস দ্বারা উদ্ভূত।
p=2/3nE - একটি আদর্শ গ্যাসের আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণ। অণুর গড় গতিশক্তি থেকে প্রাপ্ত।
р=1/3ρv^2 - একই সমীকরণ, কিন্তু আদর্শ গ্যাসের অণুর ঘনত্ব এবং মূল মানে বর্গ বেগ বিবেচনা করা হয়।
m(0)=M/N(a) - অ্যাভোগাড্রো সংখ্যার মাধ্যমে একটি অণুর ভর বের করার সূত্র।
v^2=(v(1)+v(2)+v(3)+…)/N - অণুর গড় বর্গ বেগ খুঁজে বের করার সূত্র, যেখানে v(1), v(2), v (3) এবং তাই - প্রথম অণুর গতি, দ্বিতীয়, তৃতীয় এবং তম অণু পর্যন্ত।
n=N/V - অণুর ঘনত্ব খুঁজে বের করার জন্য সূত্র, যেখানে N হল একটি গ্যাস ভলিউমের অণুর সংখ্যা একটি প্রদত্ত আয়তন V.
E=mv^2/2=3/2kT - অণুর গড় গতিশক্তি খুঁজে বের করার সূত্র, যেখানে v^2 হল অণুর মূল গড় বর্গ বেগ, k হল ধ্রুবক অস্ট্রিয়ান লুডভিগ বোল্টজম্যানের পদার্থবিদ্যার নামানুসারে মান এবং T হল গ্যাসের তাপমাত্রা।
p=nkT - ঘনত্বের ক্ষেত্রে চাপের সূত্র, ধ্রুবকবোল্টজম্যান এবং পরম তাপমাত্রা T. এটি থেকে আরেকটি মৌলিক সূত্র অনুসরণ করে, যা রাশিয়ান বিজ্ঞানী মেন্ডেলিভ এবং ফরাসি পদার্থবিদ-প্রকৌশলী ক্লেইপেরন আবিষ্কার করেছিলেন:
pV=m/MRT, যেখানে R=kN(a) হল গ্যাসের সার্বজনীন ধ্রুবক।
এখন বিভিন্ন আইসো-প্রসেসের জন্য ধ্রুবক দেখাই: আইসোবারিক, আইসোকোরিক, আইসোথার্মাল এবং এডিয়াব্যাটিক।
pV/T=const - যখন গ্যাসের ভর এবং গঠন ধ্রুবক থাকে তখন সঞ্চালিত হয়।
рV=const - যদি তাপমাত্রাও স্থির হয়।
V/T=const - যদি গ্যাসের চাপ স্থির থাকে।
p/T=const - যদি ভলিউম স্থির হয়।
সম্ভবত এই বিষয়ে আপনার এতটুকুই জানা দরকার।
আজ আমরা তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যা, এর একাধিক বিভাগ এবং ব্লকের মতো একটি বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রে নিমজ্জিত হয়েছি। আরও বিশদে, আমরা মৌলিক আণবিক পদার্থবিদ্যা এবং তাপগতিবিদ্যার মতো পদার্থবিজ্ঞানের এমন একটি ক্ষেত্রকে স্পর্শ করেছি, যথা, আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্ব, যা দেখে মনে হবে, প্রাথমিক গবেষণায় কোনও অসুবিধা নেই, তবে বাস্তবে অনেকগুলি ত্রুটি রয়েছে।. এটি আদর্শ গ্যাস মডেল সম্পর্কে আমাদের বোঝার প্রসারিত করে, যা আমরা বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করেছি। উপরন্তু, এটি লক্ষণীয় যে আমরা আণবিক তত্ত্বের মৌলিক সমীকরণগুলির সাথে তাদের বিভিন্ন বৈচিত্র্যের সাথে পরিচিত হয়েছি এবং এই বিষয়ে নির্দিষ্ট অজানা পরিমাণগুলি খুঁজে বের করার জন্য সমস্ত প্রয়োজনীয় সূত্রগুলিও বিবেচনা করেছি৷ লেখার প্রস্তুতির সময় এটি বিশেষভাবে কার্যকর হবে৷ কোন পরীক্ষা, পরীক্ষা এবং পরীক্ষা, বা পদার্থবিদ্যার সাধারণ দৃষ্টিভঙ্গি এবং জ্ঞান প্রসারিত করতে।
আমরা আশা করি যে এই নিবন্ধটি আপনার জন্য উপযোগী ছিল, এবং আপনি এটি থেকে শুধুমাত্র সবচেয়ে প্রয়োজনীয় তথ্য সংগ্রহ করেছেন, আণবিক গতি তত্ত্বের মৌলিক বিধানের মতো তাপগতিবিদ্যার স্তম্ভগুলিতে আপনার জ্ঞানকে শক্তিশালী করেছেন৷
