পাঠ্য বইয়ের চিত্রঃ ৬.০৭ ।। গ্যাসের প্রসারণ (Gas Expansion)
মানে হলো তাপমাত্রা বা চাপ পরিবর্তনের কারণে গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পাওয়া, যা তাপগতিবিদ্যার একটি মৌলিক ধারণা; এটি
চার্লসের সূত্র (আয়তন তাপমাত্রার সমানুপাতিক) ও
আদর্শ গ্যাস সূত্র (
PV=nRTcap P cap V equals n cap R cap T
𝑃𝑉=𝑛𝑅𝑇
) দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়, যেখানে গরম করলে গ্যাসের অণুগুলোর গতি বেড়ে যায় এবং তারা পাত্রের দেয়াল ও একে অপরের ওপর বেশি চাপ প্রয়োগ করায় আয়তন বাড়ে, যা কঠিন বা তরল পদার্থের চেয়ে গ্যাসের ক্ষেত্রে অনেক বেশি স্পষ্ট।
মূল ধারণা
- সংজ্ঞা: যখন একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যাসকে উত্তপ্ত করা হয় বা চাপ কমানো হয়, তখন এর আয়তন বৃদ্ধি পায়, একে গ্যাসের প্রসারণ বলে।
- কারণ: গ্যাসের অণুগুলো সর্বদা গতিশীল থাকে। তাপ দিলে অণুগুলোর গতিশক্তি বাড়ে, ফলে তারা দ্রুত এবং বেশি জোরে ছোটাছুটি করে পাত্রের দেয়ালের সাথে ধাক্কা খায়, যার ফলে আয়তন বাড়ে।
গ্যাসের প্রসারণের সূত্রাবলী
- চার্লসের সূত্র: স্থির চাপে, নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন তার পরম তাপমাত্রার (Kelvin) সমানুপাতিক ()।
- আদর্শ গ্যাস সূত্র: PV = nRT - এই সূত্রটি গ্যাসের চাপ (P), আয়তন (V), মোল সংখ্যা (n), এবং পরম তাপমাত্রা (T)-এর মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করে। R হলো সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক।।
প্রসারণের প্রকারভেদ (প্রসঙ্গ অনুসারে)
- তাপীয় প্রসারণ: তাপের প্রভাবে আয়তন বৃদ্ধি (যেমন বেলুন ফোলানো)।
- গ্যাসীয় প্রসারণ (Gaseous diffusion): ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণের মতো প্রযুক্তিতে গ্যাস অণুর (যেমন UF₆) বিচ্ছেদের জন্য ব্যবহৃত প্রক্রিয়া, যেখানে মাইক্রোপোরাস মেমব্রেন ব্যবহার করা হয়।