চার্লসের সূত্র এবং ব্যাখ্যা

1787 খ্রিস্টাব্দে বিজ্ঞানী চার্লস এবং 1802 খ্রিস্টাব্দে বিজ্ঞানী গে লুসাক পৃথকভাবে স্থির নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তনের উপর উষ্ণতার প্রভাব সংক্রান্ত সূত্র নির্ণয় করেন, যা চার্লসের সূত্র নামে পরিচিত।

চার্লসের সূত্র

চাপ স্থির থাকলে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন প্রতি 1°C উষ্ণতা বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য 0°C উষ্ণতায় ওই গ্যাসের যে আয়তন হয়, তার 1/273 অংশ যথাক্রমে বৃদ্ধি বা হ্রাস পায়।

এখানে 1/273 ভগ্নাংশটি হল গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক (সঠিক মান 1/273.16)। যেহেতু সকল গ্যাসই আয়তন বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য একই রকম আচরণ করে, তাই সমস্ত গ্যাসেরই আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কের মান 1/273।

ব্যাখ্যা

ধরি, স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন 0°C উষ্ণতায় হলে V₀, 1°C উষ্ণতা হল V₁ এবং t°C উষ্ণতা হল V_t

চার্লসের সূত্র অনুযায়ী,

1°C উষ্ণতা বৃদ্ধিতে গ্যাসটির আয়তন বৃদ্ধি = V₀/273

এবং t°C উষ্ণতা বৃদ্ধিতে গ্যাসটির আয়তন বৃদ্ধি = t x V₀/273

সুতরাং, 1°C উষ্ণতায় গ্যাসটির আয়তন হবে V₁ = V₀+V₀/273 = V₀ x (1+1/273)

এবং, t°C উষ্ণতায় গ্যাসটির আয়তন, V_t = V₀ + t x V₀/273 = V₀ x (1+t/273)

অনুরূপভাবে, t°C উষ্ণতা হ্রাসের জন্য গ্যাসের আয়তন হ্রাস=t x V₀/273

সুতরাং -t°C উষ্ণতায় গ্যাসটির আয়তন V_-t = V₀ – (t x V₀/273) = V₀ x (1-t/273)

চার্লসের সূত্রের ধ্রুবক

1. গ্যাসের চাপ
2. গ্যাসের ভর