अवस्था समीकरण क्या है?

अवस्था समीकरण (Equation of State) एक गणितीय समीकरण है, जो गैसों की भौतिक अवस्थाओं के बीच संबंध बताता है। यह गैस के दबाव (P), आयतन (V), और तापमान (T) के बीच संबंध को दर्शाता है।

आदर्श गैसों के लिए, यह समीकरण आदर्श गैस समीकरण कहलाता है:

गणितीय रूप (Mathematical Form)

आदर्श गैस समीकरण निम्न प्रकार से व्यक्त किया जाता है:

PV = nRT

जहाँ:

• P = दबाव (Pressure) (Pa या atm)
• V = आयतन (Volume) (m³ या L)
• n = गैस के मोल की संख्या (Number of Moles)
• R = सार्वत्रिक गैस स्थिरांक (Universal Gas Constant) (8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹)
• T = तापमान (Temperature) (K)

विशेषताएँ (Key Features)

• यह समीकरण केवल आदर्श गैसों के लिए लागू होता है।
• असली गैसों पर इसे लगभग लागू किया जा सकता है, लेकिन इसमें विचलन हो सकता है।
• गैस का व्यवहार तापमान और दबाव पर निर्भर करता है।

उदाहरण (Example)

यदि 1 मोल गैस 22.4 लीटर आयतन घेरती है और दबाव 1 atm है, तो तापमान का मान ज्ञात करें:

PV = nRT

यहाँ:

• P = 1 atm
• V = 22.4 L
• n = 1 मोल
• R = 0.0821 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹

तो:

T = (P × V) / (n × R)

तापमान:

T = (1 × 22.4) / (1 × 0.0821) = 273 K

आवश्यकता (Significance of Equation of State)

• यह गैसों की भौतिक अवस्थाओं के व्यवहार को समझने में सहायक है।
• इसका उपयोग गैसों की ऊष्मा, दाब, और आयतन का अध्ययन करने में किया जाता है।
• यह भौतिक विज्ञान, रसायन विज्ञान, और इंजीनियरिंग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।