வேதியியல் டால்டனின் பகுதி அழுத்த விதி

டால்டனின் பகுதி அழுத்த விதி#

டால்டனின் பகுதி அழுத்த விதி, வாயுக்களின் கலவையின் மொத்த அழுத்தம், கலவையில் உள்ள ஒவ்வொரு வாயுவின் பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம் என்று கூறுகிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஒரு கலவையில் உள்ள ஒவ்வொரு வாயுவும் செலுத்தும் அழுத்தம், மற்ற வாயுக்களின் இருப்பிலிருந்து சுயாதீனமானது.

டால்டனின் விதியைப் புரிந்துகொள்வது#

டால்டனின் விதியைப் புரிந்துகொள்ள, A மற்றும் B என்ற இரண்டு வாயுக்களின் கலவையால் நிரப்பப்பட்ட ஒரு கொள்கலனைக் கவனியுங்கள். ஒவ்வொரு வாயுவும் கொள்கலன் சுவர்களில் அதன் சொந்த அழுத்தத்தைச் செலுத்துகிறது, மேலும் மொத்த அழுத்தம் இந்த இரண்டு அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகையாகும்.

ஒரு வாயுவின் பகுதி அழுத்தம் என்பது, அந்த வாயு மட்டுமே கொள்கலனில் இருந்தால் அது செலுத்தும் அழுத்தமாகும். இது வாயுவின் மோல் பின்னத்தை மொத்த அழுத்தத்தால் பெருக்குவதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, A வாயுவின் மோல் பின்னம் 0.5 ஆகவும், மொத்த அழுத்தம் 100 kPa ஆகவும் இருந்தால், A வாயுவின் பகுதி அழுத்தம் 50 kPa ஆகும்.

டால்டனின் விதியின் கணித வெளிப்பாடு#

டால்டனின் விதியை கணித ரீதியாக பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

$$P_{total} = P_1 + P_2 + P_3 + … + P_n$$

இங்கு:

• $P_{total}$ என்பது வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம்
• $P_1, P_2, P_3, …, P_n$ என்பது கலவையில் உள்ள தனிப்பட்ட வாயுக்களின் பகுதி அழுத்தங்கள்

டால்டனின் விதிக்கான எடுத்துக்காட்டு#

நைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் வாயுக்களின் கலவையால் நிரப்பப்பட்ட ஒரு கொள்கலனைக் கவனியுங்கள். நைட்ரஜனின் மோல் பின்னம் 0.7 மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் மோல் பின்னம் 0.3 ஆகும். வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம் 100 kPa ஆகும்.

நைட்ரஜனின் பகுதி அழுத்தத்தைக் கணக்கிட, நைட்ரஜனின் மோல் பின்னத்தை மொத்த அழுத்தத்தால் பெருக்குகிறோம்:

$$P_{nitrogen} = 0.7 \times 100 \text{ kPa} = 70 \text{ kPa}$$

ஆக்ஸிஜனின் பகுதி அழுத்தத்தைக் கணக்கிட, ஆக்ஸிஜனின் மோல் பின்னத்தை மொத்த அழுத்தத்தால் பெருக்குகிறோம்:

$$P_{oxygen} = 0.3 \times 100 \text{ kPa} = 30 \text{ kPa}$$

நைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் பகுதி அழுத்தங்கள், வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தமான 100 kPa வரை கூட்டப்படுகின்றன. இது டால்டனின் பகுதி அழுத்த விதியை நிரூபிக்கிறது.

எடுத்துக்காட்டு#

முறையே 100 kPa மற்றும் 200 kPa பகுதி அழுத்தங்களைக் கொண்ட ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் ஆகிய இரண்டு வாயுக்களின் கலவையைக் கவனியுங்கள். வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம்:

$$P_{total} = P_{O_2} + P_{N_2} = 100 \text{ kPa} + 200 \text{ kPa} = 300 \text{ kPa}$$

வரம்புகள்#

டால்டனின் விதி, கலவையில் உள்ள வாயுக்கள் சிறந்த முறையில் நடந்துகொள்கின்றன என்று கருதுகிறது. இந்த அனுமானம் எப்போதும் செல்லுபடியாகாது, குறிப்பாக அதிக அழுத்தங்கள் மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலைகளில். இருப்பினும், பல நடைமுறை பயன்பாடுகளுக்கு டால்டனின் விதி இன்னும் ஒரு பயனுள்ள தோராயமாக உள்ளது.

மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம்#

மோல் பின்னம்#

ஒரு கலவையில் உள்ள ஒரு கூறின் மோல் பின்னம், அந்த கூறின் மோல்களின் எண்ணிக்கைக்கும் கலவையில் உள்ள மொத்த மோல்களின் எண்ணிக்கைக்கும் உள்ள விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இது பரிமாணமற்ற அளவு மற்றும் பெரும்பாலும் சதவீதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

$$X_i = \frac{n_i}{n_{total}}$$

இங்கு:

• $X_i$ என்பது $i$ கூறின் மோல் பின்னம்
• $n_i$ என்பது $i$ கூறின் மோல்களின் எண்ணிக்கை
• $n_{total}$ என்பது கலவையில் உள்ள மொத்த மோல்களின் எண்ணிக்கை

பகுதி அழுத்தம்#

ஒரு கலவையில் உள்ள ஒரு கூறின் பகுதி அழுத்தம் என்பது, அந்த கூறு மட்டுமே கொள்கலனில் இருந்தால் அது செலுத்தும் அழுத்தமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இது கலவையின் மொத்த அழுத்தத்திற்கு அந்த கூறின் பங்களிப்பின் அளவீடாகும்.

$$P_i = X_i \times P_{total}$$

இங்கு:

• $P_i$ என்பது $i$ கூறின் பகுதி அழுத்தம்
• $X_i$ என்பது $i$ கூறின் மோல் பின்னம்
• $P_{total}$ என்பது கலவையின் மொத்த அழுத்தம்

மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தத்திற்கு இடையேயான உறவு#

ஒரு கலவையில் உள்ள ஒரு கூறின் மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம் நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். இதன் பொருள், ஒரு கூறின் மோல் பின்னம் அதிகரிக்கும் போது, அதன் பகுதி அழுத்தமும் அதிகரிக்கிறது. மாறாக, ஒரு கூறின் மோல் பின்னம் குறையும் போது, அதன் பகுதி அழுத்தமும் குறைகிறது.

மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தத்தின் பயன்பாடுகள்#

மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம் வேதியியலில் முக்கியமான கருத்துகள் மற்றும் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றில் பின்வருவன அடங்கும்:

• வாயு கலவைகள்: வாயு கலவைகளின் கலவை மற்றும் பண்புகளை தீர்மானிக்க மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• வேதியியல் வினைகள்: வேதியியல் வினைகளுக்கான சமநிலை மாறிலிகளை தீர்மானிக்க மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• நிலை சமநிலைகள்: கலவைகளின் நிலை நடத்தையை, கொதிநிலை மற்றும் உறைநிலை போன்றவற்றை தீர்மானிக்க மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• சுற்றுச்சூழல் அறிவியல்: வளிமண்டலம் மற்றும் நீரில் மாசுபடுத்திகளின் நடத்தையைப் படிக்க மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மோல் பின்னம் மற்றும் பகுதி அழுத்தம் வேதியியலில் முக்கியமான கருத்துகள் மற்றும் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த கருத்துகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், வேதியியலாளர்கள் கலவைகள் மற்றும் வேதியியல் வினைகளின் நடத்தையை சிறப்பாகப் புரிந்துகொள்ள முடியும்.

டால்டனின் விதியின் பயன்பாடு#

டால்டனின் விதி, வாயுக்களின் கலவையின் மொத்த அழுத்தம், கலவையில் உள்ள ஒவ்வொரு வாயுவின் பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம் என்று கூறுகிறது. இந்த விதிக்கு வேதியியல், பொறியியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு துறைகளில் பல முக்கியமான பயன்பாடுகள் உள்ளன.

1. வாயு கலவைகள் மற்றும் பகுதி அழுத்தங்கள்#

டால்டனின் விதி, ஒவ்வொரு வாயுவின் தனிப்பட்ட பங்களிப்புகளை மொத்த அழுத்தத்திற்கு கருத்தில் கொண்டு, வாயு கலவைகளின் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்ள அனுமதிக்கிறது. ஒரு வாயுவின் பகுதி அழுத்தம் என்பது, அந்த வாயு மட்டுமே கொள்கலனில் இருந்தால் அது செலுத்தும் அழுத்தமாகும்.

2. வாயு சேகரிப்பு மற்றும் பகுப்பாய்வு#

டால்டனின் விதி வாயு சேகரிப்பு மற்றும் பகுப்பாய்வில் இன்றியமையாதது. ஒரு கலவையில் உள்ள வெவ்வேறு வாயுக்களின் பகுதி அழுத்தங்களை அளவிடுவதன் மூலம், கலவையின் கலவையை நாம் தீர்மானிக்க முடியும். சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு, தொழில்துறை வாயு உற்பத்தி மற்றும் மருத்துவ நோயறிதல் போன்ற பல்வேறு துறைகளில் இது முக்கியமானது.

3. ஸ்கூபா டைவிங் மற்றும் ஹைபர்பாரிக் மருத்துவம்#

டால்டனின் விதி ஸ்கூபா டைவிங் மற்றும் ஹைபர்பாரிக் மருத்துவத்தில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. டைவர்கள் சுருக்கப்பட்ட காற்றை சுவாசிக்கிறார்கள், இது அவர்களின் நுரையீரலில் ஆக்ஸிஜனின் பகுதி அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது. இது அவர்களின் இரத்த ஓட்டத்தில் அதிக ஆக்ஸிஜனை உறிஞ்சுவதற்கு அனுமதிக்கிறது, இது நீருக்கடியில் உயிர்வாழ தேவையானது. இருப்பினும், ஆக்ஸிஜனின் பகுதி அழுத்தம் மிக அதிகமாகிவிட்டால், அது ஆக்ஸிஜன் நச்சுத்தன்மைக்கு வழிவகுக்கும், இது வலிப்பு மற்றும் பிற உடல்நலப் பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தும்.

4. வானிலை மற்றும் வளிமண்டல அறிவியல்#

டால்டனின் விதி பூமியின் வளிமண்டலத்தின் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது. வளிமண்டலத்தில் உள்ள நைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு போன்ற வெவ்வேறு வாயுக்களின் பகுதி அழுத்தங்கள், மொத்த வளிமண்டல அழுத்தத்திற்கு பங்களிக்கின்றன. இந்த பகுதி அழுத்தங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் வானிலை முறைகள் மற்றும் காலநிலையை பாதிக்கும்.

5. தொழில்துறை வாயு உற்பத்தி மற்றும் பிரிப்பு#

டால்டனின் விதி தொழில்துறை வாயு உற்பத்தி மற்றும் பிரிப்பு செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு கலவையிலிருந்து வாயுக்களை தேர்ந்தெடுத்து அகற்றுவதன் மூலம் அல்லது சேர்ப்பதன் மூலம், உணவுப் பொருட்கள் பேக்கேஜிங், வெல்டிங் மற்றும் மருத்துவ பயன்பாடு போன்ற பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு தூய வாயுக்களைப் பெறலாம்.

6. சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு மற்றும் மாசுபாடு கட்டுப்பாடு#

டால்டனின் விதி சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு மற்றும் மாசுபாடு கட்டுப்பாட்டில் இன்றியமையாதது. காற்று அல்லது நீரில் உள்ள மாசுபடுத்திகளின் பகுதி அழுத்தங்களை அளவிடுவதன் மூலம், மாசுபாட்டின் அளவை மதிப்பீடு செய்து, சுற்றுச்சூழல் மற்றும் மனித ஆரோக்கியத்தில் அதன் தாக்கத்தைக் குறைப்பதற்கான பொருத்தமான நடவடிக்கைகளை எடுக்கலாம்.

சுருக்கமாக, டால்டனின் விதிக்கு வாயு சேகரிப்பு மற்றும் பகுப்பாய்வு முதல் ஸ்கூபா டைவிங், வானிலை முன்னறிவிப்பு, தொழில்துறை வாயு உற்பத்தி மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு வரை பல்வேறு துறைகளில் பல பயன்பாடுகள் உள்ளன. இது வாயு கலவைகளின் நடத்தையின் அடிப்படை புரிதலை வழங்குகிறது மற்றும் நடைமுறை நோக்கங்களுக்காக அவற்றின் பண்புகளை கணிக்கவும் கட்டுப்படுத்தவும் அனுமதிக்கிறது.

டால்டனின் பகுதி அழுத்த விதி FAQs#

டால்டனின் பகுதி அழுத்த விதி என்றால் என்ன?#

டால்டனின் பகுதி அழுத்த விதி, வாயுக்களின் கலவையின் மொத்த அழுத்தம், கலவையில் உள்ள ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட வாயுவின் பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம் என்று கூறுகிறது.

பகுதி அழுத்தம் என்றால் என்ன?#

பகுதி அழுத்தம் என்பது வாயுக்களின் கலவையில் ஒரு ஒற்றை வாயுவால் செலுத்தப்படும் அழுத்தமாகும். இது கலவையின் மொத்த அழுத்தத்தை கலவையில் உள்ள வாயுவின் மோல் பின்னத்தால் பெருக்குவதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது.

டால்டனின் விதி எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகிறது?#

டால்டனின் விதி வாயுக்களின் கலவையின் மொத்த அழுத்தத்தை, ஒரு கலவையில் ஒரு ஒற்றை வாயுவின் பகுதி அழுத்தத்தை மற்றும் ஒரு கலவையில் ஒரு வாயுவின் மோல் பின்னத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுகிறது.

டால்டனின் விதியின் சில எடுத்துக்காட்டுகள் என்ன?#

• நைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஆர்கான் ஆகியவற்றின் கலவையின் மொத்த அழுத்தம் 1 atm ஆகும். நைட்ரஜனின் பகுதி அழுத்தம் 0.78 atm, ஆக்ஸிஜனின் பகுதி அழுத்தம் 0.21 atm மற்றும் ஆர்கானின் பகுதி அழுத்தம் 0.01 atm ஆகும்.
• ஒரு ஸ்கூபா தொட்டியில் உள்ள கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் பகுதி அழுத்தம் 0.2 atm ஆகும். தொட்டியில் உள்ள வாயுவின் மொத்த அழுத்தம் 2 atm ஆகும். தொட்டியில் உள்ள கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் மோல் பின்னம் 0.1 ஆகும்.

டால்டனின் விதியின் வரம்புகள் என்ன?#

டால்டனின் விதி, கலவையில் உள்ள வாயுக்கள் சிறந்த முறையில் நடந்துகொள்கின்றன என்று கருதுகிறது. இதன் பொருள் வாயுக்கள் ஒன்றுக்கொன்று தொடர்பு கொள்ளாது மற்றும் கலவையின் அளவு தனிப்பட்ட வாயுக்களின் அளவுகளின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்.

டால்டனின் விதியின் சில பயன்பாடுகள் என்ன?#

டால்டனின் விதி பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவற்றில் பின்வருவன அடங்கும்:

• ஸ்கூபா டைவிங்: ஒரு ஸ்கூபா தொட்டியில் ஆக்ஸிஜனின் பகுதி அழுத்தத்தைக் கணக்கிட டால்டனின் விதி பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு டைவர் எவ்வளவு நேரம் பாதுகாப்பாக நீருக்கடியில் இருக்க முடியும் என்பதை தீர்மானிக்க இந்த தகவல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• வானிலை முன்னறிவிப்பு: வளிமண்டலத்தில் நீராவியின் பகுதி அழுத்தத்தைக் கணக்கிட டால்டனின் விதி பயன்படுத்தப்படுகிறது. மழை அல்லது பனியின் சாத்தியத்தை கணிக்க இந்த தகவல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• தொழில்துறை வாயு கலத்தல்: தொழில்துறை செயல்முறைகளுக்கான வாயு கலவைகளின் கலவையைக் கணக்கிட டால்டனின் விதி பயன்படுத்தப்படுகிறது. வாயுக்கள் சரியான விகிதத்தில் கலக்கப்படுகின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்த இந்த தகவல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.