Gas laws-വാതക നിയമങ്ങൾ

ദ്രവ്യാവസ്ഥകളിൽ മുഖ്യമാണ് വാതകാവസ്ഥ.വാതകങ്ങളില്ലെങ്കിൽ ഭൂമിയിൽ അതിജീവനം അസാധ്യം.പത്താം ക്ലാസ് രസതന്ത്രത്തിലെവാതക നിയമങ്ങളും മോൾ സങ്കൽപ്പനങ്ങളും എന്ന പാഠഭാഗത്തോട്ചേർത്ത് വായിക്കാൻ.

കരീം യൂസുഫ് തിരുവട്ടൂർ 

നീയതമായ ആകൃതിയോ വ്യാപതമോ ഇല്ലാത്തവയാണ് വാതകങ്ങൾ. വാതകത്തിലെ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള അകലം വളരെ കൂടുതലായിരിക്കും. വാതകങ്ങൾ അവ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന പാത്രത്തിന്റെ ആകൃതി സ്വീകരിക്കുന്നു. ഉൾക്കൊള്ളുന്ന പാത്രത്തിന്റെ വ്യാപ്തം വാതകത്തിന്റെ വ്യാപ്തമായി കണക്കാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.വാതക തന്മാത്രകൾ എല്ലാ വശങ്ങളിലേക്കും തുല്യമർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുന്നു.

വാതക നിയമങ്ങൾ

വാതകങ്ങളുടെ സ്വാഭാവികമായ പ്രത്യേകതകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിരവധി വാതക നിയമങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.റോബർട്ട് ബോയിൽ അവതരിപ്പിച്ച ബോയിൽ നിയമം, ജാക്യൂസ് അലക്സാണ്ടർചാൾസിന്റെ  ചാൽസ് നിയമം,ഇറ്റാലിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ അമിഡിയോ അവോഗാഡ്രോ യുടെ അവോഗാഡ്രോ നിയമം എന്നിവ പാഠപുസ്തകത്തിൽ ഉണ്ട്.ഇവ കൂടാതെ ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഗേലൂസാക് ആവിഷ്കരിച്ച ഗേലൂസാക് നിയമം,തോമസ് ഗ്രഹാമിന്റെഡിഫ്യൂഷൻ നയമം എന്നിവയും പ്രസിദ്ധ വാതക നിയമങ്ങളാണ്.

ബോയിൽ നിയമം

വാതകങ്ങളുടെ വ്യാപ്തത്തെ മർദ്ദം,താപനില എന്നിവ സ്വാധീനിക്കുന്നതിനാൽ വാതകത്തിന്റെ വ്യാപ്തം കൃത്യമായി കണക്കാക്കാൻ താപനില-മർദ്ദം എന്നിവയുടെ അനുപാതം കൂടികണക്കിലെടുക്കേണ്ടി വരും. അതുകൊണ്ട് പല വാതക നിയമങ്ങളിലും മർദ്ദം-താപനില എന്നിവയുടെ അളവ് കൂടി വ്യക്തമാക്കാറുണ്ട്. താപനില സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോൾ ഒരു നിശ്ചിതമാസ് വാതകത്തിന്റെ വ്യാപ്തം മർദ്ദത്തിന് വിപരീതാനുപാതത്തിൽ ആയിരിക്കും എന്നാണ് ബോയിൽ നിയമം പറയുന്നത്.

ചാൾസ് നിയമം

മർദ്ദം സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോൾ ഒരു നിശ്ചിത മാസ് വാതകത്തിന്റെ വ്യാപ്തം കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ താപനിലയ്ക്കുനേർ അനുപാതത്തിൽ ആയിരിക്കും എന്നാണ് ചാൽസ്  നിയമം പറയുന്നത്. നിശ്ചിതമർദ്ദത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന വാതകത്തിന്റെ വ്യാപ്തം താപനില വർധിക്കുമ്പോൾ വർദ്ധിക്കുകയും താപനില കുറയുമ്പോൾ കുറയുകയും ചെയ്യും.വാതകത്തിന്റെ താപനില പൂജ്യം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ നിന്നു ഓരോ ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വർധിക്കുമ്പോഴും വാതക വ്യാപ്തം1/273 വർദ്ധിക്കുമെന്ന് അലക്സാണ്ട്രെ ചാൾസ് തന്റെ നിരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ കണ്ടെത്തി.

കെൽവിൻ സ്കെയിൽ

സാധ്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനിലയെ കേവല പൂജ്യം(അബ്സല്യൂട്ട് സീറോ) അഥവാ സീറോ കെൽവിൻ എന്നാണ് കണക്കാക്കുന്നത്.ഈ താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തിയാണ് കെൽവിൻ(വില്ലൻ തോംസൺ)കെൽവിൻസ്കെയിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയത്.ചാൾസ് നിയമം അനുസരിച്ച് കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ 273 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ വാതകവ്യാപ്തം ഇരട്ടിയാകും. എന്നാൽ 273 ഡിഗ്രിക്കപ്പുറം ഒരു വാതകത്തെയും തണുപ്പിച്ച് എത്തിക്കാൻ കഴിയില്ല.സിറോ ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്,കെൽവിൻ സ്കെയിലിൽ 273 അനുപാതമാണ് രേഖപ്പെടുത്തുന്നത്. പൂജ്യം കെൽവിൻഎന്നാൽ  273 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് ആണ്.

അവൊഗാഡ്രോ നിയമം

വാതകങ്ങൾക്ക് സഞ്ചാരസ്വാതന്ത്ര്യം കൂടുതലാണ്. ഇതിനാൽ തന്നെ വാതകങ്ങളിലെ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള അകലവും കൂടുതലാണ്. തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള അകലവുമായി താരതമ്യം ചെയ്താൽ വളരെ ചെറിയ വലുപ്പമാണ് തന്മാത്രകൾക്ക്  ഉള്ളത്. എന്നാൽ നിശ്ചിത താപനില-മർദ്ദം എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിവാതക തന്മാത്രകൾ നിരന്തര- ക്രമരഹിത ചലനത്തിനായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന സ്ഥലത്തിന്റെ വ്യാപ്തമാണ് വാതക വ്യാപ്തമായി കണക്കാക്കുന്നത്.വ്യത്യസ്ത വാതകങ്ങളായാലും അവയിലെ തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം പരിഗണിക്കുമ്പോൾ മറ്റ് വാതകവ്യാപ്ത് വുമായി തുല്യത പാലിക്കുന്നുണ്ട്.

തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം ഇരട്ടി ആകുമ്പോൾ വാതക വ്യാപ്‌തവുംഇരട്ടിയാകുന്നു. സ്ഥിരതാപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും എല്ലാ വാതകങ്ങളുടെയും തുല്യവ്യാപ്ത് ത്തിലുള്ള തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം തുല്യമായിരിക്കുമെന്ന് അവൊഗാഡ്രോ നിയമം പറയുന്നു.

ഗേലുസാക് നിയമം, ഗ്രഹാം നിയമം

വ്യാപ്തം സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോൾ ഒരു നിശ്ചിതമാസ്സ് വാതകത്തിന്റെ മർദ്ദം അതിന്റെ താപനിലയ്ക്ക് നേർ അനുപാതത്തിൽ ആയിരിക്കുമെന്നതാണ് ഗേലുസാക് നിയമം,. മർദ്ദവും താപനിലയും സ്ഥിരമായിരിക്കുമ്പോൾ വാതകങ്ങളുടെ ഡിഫ്യൂഷൻ നിരക്ക് അവയുടെ സാന്ദ്രതയുടെ വർഗ്ഗമൂലത്തിന് വിപരീതമായിരിക്കുമെന്നതാണ് ഗ്രഹം നിയമത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം.

എസ് .ടി .പി അറിയാം

വാതക നിയമങ്ങളിൽ പരാമർശിക്കുന്ന താപനില, മർദ്ദം എന്നിവയ്ക്ക് സ്ഥിരമായ അനുപാതം ശാസ്ത്രജ്ഞർ നൽകിയിട്ടുണ്ട്. 273 ഡിഗ്രി താപനില സ്റ്റാൻഡേർഡ് ടെപറേയച്ചറായും ഒരു മോൾമർദ്ദത്തെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് പ്രഷറായും കണക്കാക്കുന്നു.ഇവയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഏതൊരു വാതകത്തിന്റെയും ഒരു മോളിന്റെ വ്യാപ്തം 22.4 ലിറ്റർ ആയി കണക്കാക്കുന്നു.

അറിവോളം

• ആവർത്തന പട്ടികയിലെ പതിനെട്ടാം ഗ്രൂപ്പിലെ ആദ്യത്തെ ആറ് മൂലകങ്ങളെയാണ് ഉൽകൃഷ്ട വാതകങ്ങൾ(നോബിൾ ഗ്യാസ്) എന്ന് വിളിക്കുന്നത്.ഇവയെ അലസവാതകങ്ങൾ,വിശിഷ്ടവാതകങ്ങൾ തുടങ്ങിയ പേരുകളിലും അറിയപ്പെടുന്നു.
• ഭൂമിയിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ കാണപ്പെടുന്ന വാതകമാണ് ഹൈഡ്രജൻ.ഇവസ്വതന്ത്ര അവസ്ഥയിൽ കാണപ്പെടുന്നു.ഹൈഡ്രജൻ കത്തിച്ചാൽ ജലം ലഭിക്കുമെന്ന് തിരിച്ചറിഞ്ഞപ്പോഴാണ് ഗ്രീക്ക് ഭാഷയിൽ ജലം ഉണ്ടാക്കുന്നത് എന്ന് അർത്ഥത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ എന്ന പേര് നൽകിയത്.
• ആവി യന്ത്രങ്ങളുടെ പ്രചാരകാലം തൊട്ടാണ് അന്തരീക്ഷത്തിൽ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ അളവ് വർദ്ധിച്ചത് എന്നാണ് ഗവേഷണങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നത്.
• ഒന്നിലധികം വാതങ്ങൾ കൂടിക്കലരുന്നതാണ് ഡിഫ്യൂഷൻ,അഥവാ വാതകം ശൂന്യാവസ്ഥയിലേക്കോ മറ്റൊരു വാതകത്തിലേക്കോ വ്യാപിക്കുന്ന പ്രക്രിയ.

സുപ്രഭാതം 2025 സെപ്റ്റംബർ 23 -ചൊവ്വ