வாயுக்கள்
வாயுக்களை இயல்பு வாயுக்கள் மற்றும்
நல்லியல்பு வாயுக்கள் என்று இரு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
குறிப்பிட்ட கவர்ச்சி விசையினால், ஒன்றோடொன்று
இடைவினை புரிந்து கொண்டிருக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் அடங்கிய வாயுக்கள்
இயல்பு வாயுக்கள் என அழைக்கப்படும். மிக அதிகளவு வெப்பம் அல்லது மிகக் குறைந்த
அளவு அழுத்தத்தை உடைய இயல்பு வாயுக்கள் நல்லியல்பு வாயுக்களாக செயல்படும். ஏனெனில்
இந்நிலையில் அணுக்கள் (அ) மூலக்கூறுகளுக்கிடையே எவ்வித கவர்ச்சி விசையும்
செயல்படுவது இல்லை
ஒன்றோடொன்று இடைவினை புரியாமல்
இருக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை உள்ளடக்கிய வாயுக்கள் நல்லியல்பு
வாயுக்கள் என அழைக்கப்படும்.
ஆனால் நடைமுறையில் எந்த வாயுக்களும்
நல்லியல்பு தன்மை வாய்ந்தது அல்ல. எல்லா வாயுவின் மூலக்கூறுகளும் அவைகளுக்கிடையே
குறிப்பிடத்தக்க அளவுக்கு இடைவினை புரிகின்றன. ஆனால் இந்த இடைவினைகள் குறைவான
அழுத்தம் மற்றும் உயர் வெப்ப நிலையில் வலு குறைந்து காணப்படுகின்றன. ஏனெனில்
நல்லியல்பு வாயுக்களில் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான கவர்ச்சி
விசையின் வலிமை குறைவு. எனவே இயல்பு வாயுவை குறைவான அழுத்தம் மற்றும் உயர் வெப்ப
நிலையில் நல்லியல்பு வாயு எனக் குறிப்பிடலாம்.
நல்லியல்பு வாயுக்கள் பாயில் விதி, சார்லஸ் விதி
மற்றும் அவகேட்ரோ விதிகளுக்கு உட்படுகின்றன. இந்த விதிகள் யாவும் வாயுவின்
அழுத்தம், பருமன், வெப்பநிலை மற்றும்
அணுக்களின் எண்ணிக்கை ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான தொடர்பை தருகின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட
நிலையில் உள்ள நல்லியல்பு வாயுவில் மேற்கண்ட அனைத்து காரணிகளும் ஒரு குறிப்பிட்ட
மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும். அதன் நிலையில் மாற்றம் ஏற்படும் போது ஒன்று அல்லது
அதற்கு மேற்பட்ட காரணிகளின் மதிப்புகளிலும் மாற்றம் ஏற்படுகிறது. இந்த மாற்றத்தை
மேற்காணும் மூன்று விதிகளும் தொடர்புபடுத்துகின்றன.
நல்லியல்பு வாயுக்களின் பண்புகளை
(அழுத்தம், பருமன், வெப்பநிலை மற்றும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை)
தொடர்பு படுத்தும் சமன்பாடு அவ்வாயுக்களின் நல்லியல்பு சமன்பாடு ஆகும். ஒரு நல்லியல்பு
வாயுவானது பாயில் விதி, சார்லஸ் விதி மற்றும் அவகேட்ரோ
விதிகளுக்கு உட்படும்.
பாயில் விதிப்படி,
PV = மாறிலி (3.1)
சார்லஸ் விதிப்படி,
V/T = மாறிலி (3.2)
அவகேட்ரோ விதிப்படி
V/n = மாறிலி (3.3)
சமன்பாடு (3.1) (3.2) (3.3) மற்றும்
சமன்பாடுகளிலிருந்து
PV/nT = மாறிலி (3.4)
மேற்கண்ட இந்த சமன்பாடு வாயு இணை
சமன்பாடு என அழைக்கப்படும். µ
மோல் அளவுள்ள வாயுவினைக் கொண்டிருக்கும் வாயுக்களில் உள்ள மொத்த
அணுக்களின் எண்ணிக்கை அவகேட்ரோ எண்ணின் (NA) µ மடங்கிற்கு
சமமாகும். இந்த மதிப்பானது சமன்பாடு (3.4ல்) பிரதியிட,
அதாவது n = µNA (3.5)
சமன்பாடு (3.5) ஐ சமன்பாடு (3.4)
ல் பிரதியிட,
PV/ µNA T = மாறிலி
இந்த மாறிலி போல்ட்ஸ்மேன் மாறிலி
(kB = 1.38 × 10-23
JK-1) என அழைக்கப்படுகிறது.
PV / µNA T = k8
PV = µNAk8 T
இங்கு, µNAk8 = R,
இது பொது வாயு மாறிலி என அழைக்கப்படும். இதன் மதிப்பு 8.31J
mol-1 K-1
PV = RT (3.6)
இந்த நல்லியல்பு வாயுச் சமன்பாடு, குறிப்பிட்ட
நிலையில் உள்ள வாயுவின் பல்வேறு காரணிகளுக்கிடையே உள்ள தொடர்பினை அளிப்பதால் இது
வாயுக்களின் நிலைச்சமன்பாடு எனவும் அழைக்கப்படும். மேலும் இச்சமன்பாடு எந்தவொரு
வாயுக்களின் நிலையினையும் விவரிக்கப் பயன்படுகிறது.