রসায়ন দ্বিতীয় পত্র · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.৩.১
গ্যাসের আয়তন, চাপ ও তাপমাত্রার একক; STP ও SATP।
এক মোল গ্যাস কতটা জায়গা নেয়? ২২.৪১৪ L, নাকি ২৪.৭৮৯ L? দুটোই ঠিক, শুধু মাপা হয়েছে দুই ভিন্ন অবস্থায়। গ্যাসের হিসাবে নামার আগে তাই তিনটা রাশির একক আর দুটো আদর্শ অবস্থা হাতের মুঠোয় রাখতে হয়।
১. আয়তন
পাত্রের ভেতর গ্যাসের অণুগুলো ইতস্তত ছোটাছুটি করে। যে আয়তনের মধ্যে এই ছোটাছুটি চলে, সেটাই ঐ গ্যাসের দখলকৃত আয়তন। এটি তাপমাত্রা ও চাপের ওপর নির্ভরশীল।
আয়তনের SI একক m³, dm³ বা cm³। এছাড়া লিটার (L) আর মিলিলিটার (mL) ব্যবহার হয়। সম্পর্কগুলো: ১ m³ = ১০³ dm³ = ১০³ L = ১০⁶ cm³, আর ১ L = ১০০০ mL = ১০০০ cm³ = ১×১০⁻³ m³।
রূপান্তরে শুধু ১ L = ১০⁻³ m³ মনে রাখলেই চলে। যেমন ২২.৪১৪ L = ২২.৪১৪×১০⁻³ m³, আর ০.৫ L = ০.৫×১০⁻³ m³ = ৫×১০⁻⁴ m³।
২. চাপ
অণুগুলো অবিরত ছুটতে ছুটতে পাত্রের দেয়ালে ধাক্কা দেয়। পাত্রের একক ক্ষেত্রফলের ওপর যে বল পড়ে, সেটাই গ্যাসের চাপ। ০°C তাপমাত্রায় ৪৫° অক্ষাংশে সমুদ্র সমতলে বায়ুচাপ যখন ৭৬০ mm পারদস্তম্ভের চাপের সমান, তাকে বলে এক বায়ুমণ্ডল চাপ বা এক বায়ুচাপ, ১ atm।
টরিসেলির নামানুসারে নিম্নচাপের ক্ষেত্রে টর (torr) একক চলে। ১ torr = ১ mm(Hg)।
চাপের SI একক নিউটন/মিটার², অর্থাৎ প্যাসকেল (Pa)। প্রতি বর্গমিটারে এক নিউটন বল পড়লে চাপ এক প্যাসকেল: ১ Pa = ১ N m⁻² = ১ kg m⁻¹ s⁻²। আর এক নিউটন (N) হলো সেই বল, যা ১ kg ভরের বস্তুতে ১ m s⁻² ত্বরণ ঘটায়: ১ N = ১ kg m s⁻²।
১ atm কত প্যাসকেল? ০.৭৬ m উঁচু পারদস্তম্ভের ওজন ধরো, ρ পারদের ঘনত্ব আর g মহাকর্ষ ত্বরণ: ১ atm = ০.৭৬ m × (১৩.৫৯৫১×১০³ kg m⁻³) × ৯.৮০৬৬৫ m s⁻² = ১.০১৩২৫×১০⁵ N m⁻² = ১০১.৩২৫ kPa।
১ atm = ৭৬.০ cm(Hg) = ৭৬০ mm(Hg) = ৭৬০ torr = ১০১.৩২৫ kPa = ১.০১৩২৫×১০⁵ Pa
একটা কাঁটা, চারটা একক। কাঁটা ঘোরাও, তারপর STP আর SATP চাপো।
চাপের কাঁটাকাঁটা ঘোরাও
একই চাপ, চার নাম
এই সারি থেকেই রূপান্তর হয়। ১ atm = ১০১.৩২৫ kPa বলে ২ atm = ২ × ১০১.৩২৫ = ২০২.৬৫ kPa, আর ৭৬০ torr = ১০১.৩২৫ kPa। কার্ডগুলো উল্টে নিজেকে যাচাই করো।
চাপের এককসবকিছু ১ atm থেকে শুরু
চাপের একক মেলাও
প্রশ্ন১ atm = কত mm(Hg)?
উত্তর৭৬০ mm(Hg)
প্রশ্ন১ atm = কত kPa?
উত্তর১০১.৩২৫ kPa
প্রশ্ন১ atm = কত Pa?
উত্তর১.০১৩২৫×১০⁵ Pa
প্রশ্ন১ torr = কত mm(Hg)?
উত্তর১ mm(Hg)
প্রশ্ন১ Pa = কত N m⁻²?
উত্তর১ N m⁻²
প্রশ্নSATP এর চাপ কত?
উত্তর১০০ kPa
৩. তাপমাত্রা
তাপমাত্রা মাপার তিনটা স্কেল: সেলসিয়াস, ফারেনহাইট আর পরম বা কেলভিন স্কেল। গ্যাসের হিসাবে কাজে লাগে সেলসিয়াস আর কেলভিন।
সেলসিয়াস থেকে কেলভিনে যেতে ২৭৩ যোগ করো: T = ২৭৩ + t। ০°C = ২৭৩.১৫ K, সংক্ষেপে ২৭৩ K। ২৫°C = ২৯৮.১৫ K, সংক্ষেপে ২৯৮ K।
উল্টো পথে বিয়োগ: t = T − ২৭৩। তাই ৫ K = ৫ − ২৭৩ = −২৬৮°C, আর ২৯৮ K = ২৫°C।
বইয়ে প্রমাণ তাপমাত্রা ধরা হয় ০°C বা ২৭৩ K, আর কক্ষ তাপমাত্রা ২৫°C বা ২৯৮ K। হাতল সরিয়ে এই বিন্দুগুলো খোঁজো: −২৭৩, −২৬৮, ০, ২৫ আর ১০০।
দুই স্কেলকেলভিনে কখনো ঋণাত্মক সংখ্যা নেই
T = 273 + t
স্কেলটা হাতে আঁকা, মাপা নয়।
৪. STP আর SATP
STP (Standard Temperature and Pressure) মানে আদর্শ তাপমাত্রা ০°C বা ২৭৩ K আর আদর্শ চাপ ১ atm বা ১০১.৩২৫ kPa। এই অবস্থায় গ্যাসের মোলার আয়তন Vm = ২২.৪১৪ L mol⁻¹।
SATP (Standard Ambient Temperature and Pressure) এ বিশ্বব্যাপী কক্ষতাপমাত্রা ২৫°C বা ২৯৮ K আর বায়ুমণ্ডল চাপ ১০০ kPa ধরা হয়; Ambient মানে পারিপার্শ্বিক বা কক্ষ। এখানে মোলার আয়তন Vm = ২৪.৭৮৯ L mol⁻¹, তাই ২ মোল O₂ এর আয়তন ২ × ২৪.৭৮৯ = ৪৯.৫৭৮ L। প্রতিটি মান কোন অবস্থার, নিজে ভাগ করে দেখো।
ভাগ করোপ্রতিটি মান একটি অবস্থার
STP না SATP?
একটা মান ধরো, তারপর বাক্সে ছাড়ো। মনে রাখো: STP হলো ০°C আর ১ atm, SATP হলো ২৫°C আর ১০০ kPa।
ঠিক। পরেরটা।
এখনো না। STP তে ০°C, ২৭৩ K, ১ atm বা ১০১.৩২৫ kPa; SATP তে ২৫°C, ২৯৮ K আর ১০০ kPa। মোলার আয়তনটা কোন তাপমাত্রার সঙ্গে যায়?
সব ঠিক জায়গায়। STP তে মোলার আয়তন ২২.৪১৪ L mol⁻¹, SATP তে ২৪.৭৮৯ L mol⁻¹।
৫. মিলিয়ে দেখো
তিনটা প্রশ্ন, প্রথমটা দিয়ে শুরু।
মিলিয়ে দেখোএকটা উত্তর বেছে নাও
প্রশ্ন ১
SATP-তে মোলার আয়তন কত?
২২.৪ L মোলার আয়তনটি STP এর (০°C, ১ atm); SATP তে তাপমাত্রা বেশি বলে আয়তন বেশি।
২২.৮ L বইয়ের কোনো অবস্থার মান নয়; STP তে ২২.৪১৪ L এবং SATP তে ২৪.৭৮৯ L।
২৪.৪ L বইয়ের মান নয়; SATP তে মোলার আয়তন ২৪.৭৮৯ L, যা প্রায় ২৪.৮ L।
ঠিক। SATP (২৫°C, ১০০ kPa) তে গ্যাসের মোলার আয়তন Vm = ২৪.৭৮৯ L mol⁻¹, প্রায় ২৪.৮ L।
দ্বিতীয়টায় একক আর মান মিলিয়ে নাও।
মিলিয়ে দেখোএকটা উত্তর বেছে নাও
প্রশ্ন ২
২ atm চাপ কত kPa?
১০১.৩২৫ kPa হলো ১ atm; ২ atm এর জন্য দ্বিগুণ করতে হবে।
ঠিক। ২ × ১০১.৩২৫ = ২০২.৬৫ kPa।
৫০.৬৬ kPa হলো ০.৫ atm; এখানে ২ দিয়ে ভাগ করা হয়েছে, গুণ করতে হতো।
২ kPa মানে প্রায় ০.০২ atm; atm কে kPa তে নিতে ১০১.৩২৫ দিয়ে গুণ করতে হয়।
শেষটায় অবস্থাটা ভেবে উত্তর দাও।
মিলিয়ে দেখোএকটা উত্তর বেছে নাও
প্রশ্ন ৩
1 atm = কত প্যাসকেল?
১০² ঘাত কম; ১ atm = ১০১.৩২৫ kPa, অর্থাৎ ১০১৩২৫ Pa, তাই ঘাত ৫।
ঋণাত্মক ঘাত অসম্ভব; ১ atm বড় চাপ, ১ Pa এর চেয়ে অনেক বড়।
ঠিক। ১ atm = ০.৭৬ m × ১৩.৫৯৫১×১০³ kg m⁻³ × ৯.৮০৬৬৫ m s⁻² = ১.০১৩২৫×১০⁵ Pa।
ঋণাত্মক ঘাত ভুল; ১ atm প্রায় এক লক্ষ প্যাসকেল, ঘাত +৫।
পুরো নোটটা আটটা কার্ডে।
নোট থেকে কাটাউল্টে দেখো
আটটা কার্ড
প্রশ্নএক বায়ুমণ্ডল চাপ (১ atm) কাকে বলে?
উত্তর০°C তাপমাত্রায় ৪৫° অক্ষাংশে সমুদ্র সমতলে যে বায়ুচাপ ৭৬০ mm পারদস্তম্ভের চাপের সমান।
প্রশ্নচাপের SI একক কী এবং এর সংজ্ঞা কী?
উত্তরনিউটন/মিটার² বা প্যাসকেল (Pa); প্রতি বর্গমিটারে এক নিউটন বলকে এক প্যাসকেল বলে।
প্রশ্ন১ atm = কত প্যাসকেল?
উত্তর১.০১৩২৫×১০⁵ Pa।
প্রশ্ন৫ K তাপমাত্রা সেলসিয়াস স্কেলে কত?
উত্তরt = T − ২৭৩ = ৫ − ২৭৩ = −২৬৮°C।
প্রশ্নSTP বলতে কী বোঝায়?
উত্তরআদর্শ তাপমাত্রা ০°C বা ২৭৩ K এবং আদর্শ চাপ ১ atm বা ১০১.৩২৫ kPa।
প্রশ্নSTP তে গ্যাসের মোলার আয়তন কত?
উত্তর২২.৪১৪ L mol⁻¹।
প্রশ্নSATP বলতে কী বোঝায় এবং এতে চাপ কত ধরা হয়?
উত্তরStandard Ambient Temperature and Pressure: কক্ষতাপমাত্রা ২৫°C বা ২৯৮ K এবং চাপ ১০০ kPa।
প্রশ্নSATP তে গ্যাসের মোলার আয়তন কত?
উত্তর২৪.৭৮৯ L mol⁻¹।
সূত্র: রসায়ন দ্বিতীয় পত্র, একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “পরিবেশ রসায়ন”, অনুচ্ছেদ ১.৩.১।