30°C তাপমাত্রায় কোনো গ্যাসকে স্থির চাপে উত্তপ্ত করে আয়তন দ্বিগুণ করা হলো।উদ্দীপকটি নিচের কোন সূত্রকে সমর্থন করে?

Another Explanation (5): প্রশ্নের উত্তরে দেওয়া উত্তর "চার্লসের সূত্র"। নিচে এর ব্যাখ্যা ও বিশ্লেষণ দেওয়া হলো:

চার্লসের সূত্র (Charles's Law) এর ব্যাখ্যা:

চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, স্থির চাপের অধীন অবস্থায়, একটি গ্যাসের আয়তন তার তাপমাত্রার সরলরৈখিক অনুপাতের সমান। অর্থাৎ, যখন গ্যাসের চাপ অপরিবর্তিত থাকে, তখন তাপমাত্রা বাড়ালে আয়তন বৃদ্ধি পায় এবং তাপমাত্রা কমলে আয়তন কমে যায়।

গাণিতিক রূপে,

V ∝ T

অর্থাৎ,

V₁ / T₁ = V₂ / T₂

যেখানে,

V₁, V₂ = প্রথম ও দ্বিতীয় পর্যায়ের আয়তন
T₁, T₂ = প্রথম ও দ্বিতীয় পর্যায়ের তাপমাত্রা (কেলভিনে)

উদাহরণ বিশ্লেষণ:

- শুরুতে গ্যাসের তাপমাত্রা = 30°C = 303K (কেলভিন) - গ্যাসের আয়তন = V₁ - উত্তপ্ত করার ফলে, গ্যাসের আয়তন দ্বিগুণ হয়েছে, অর্থাৎ V₂ = 2V₁ - চাপ স্থির থাকায়, চার্লসের সূত্র অনুসারে,

V₁ / T₁ = V₂ / T₂

এখানে,

V₁ / 303 = 2V₁ / T₂

অতএব,

T₂ = 2 × 303 = 606K

অর্থাৎ, তাপমাত্রা হবে 606K, যা কেলভিনে।

সংক্ষেপে:

গ্যাসের আয়তন দ্বিগুণ হলে তাপমাত্রা তৎসংক্রান্ত সরল অনুপাত অনুসারে দ্বিগুণ হয়। এটাই চার্লসের সূত্র এর মূল ধারণা ও সমর্থনকারী সূত্র।