বয়েলের সূত্র কি? What is Boyle’s law in Bangla?

১৬৬২ খ্রীষ্টাব্দে সর্বপ্রথম রবার্ট বয়েল (Robert Boyle) গ্যাসের উপর প্রযুক্ত চাপ এবং এর কারণে আয়তন পরিবর্তন সম্পর্কিত সূত্রটি আবিষ্কার করেন। তিনি পরীক্ষা করে দেখান যে, গ্যাসের উপর চাপ বাড়ালে আয়তন কমে এবং চাপ কমালে আয়তন বেড়ে যায়। পরীক্ষালব্ধ ফলাফল হতে বয়েল একটি সূত্র প্রস্তাব করেন। সূত্রটি বয়েলের সূত্র নামে পরিচিত। সূত্রটি নিম্নরূপঃ
“স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন ঐ গ্যাসের উপর প্রযুক্ত চাপের ব্যস্তানুপাতিক।” এর অর্থ হলাে কোন নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের জন্য স্থির তাপমাত্রায় চাপ দ্বিগুণ করলে গ্যাসটির আয়তন পূর্বের আয়তনের অর্ধেক হবে। বিপরীতভাবে, ঐ গ্যাসের চাপ স্থির তাপমাত্রায় অর্ধেক করলে পূর্বের আয়তনের দ্বিগুণ হবে। অর্থাৎ স্থির T তে 2P চাপে আয়তন V এবং P চাপে আয়তন 2V হবে।
বয়েলের সূত্রের গাণিতিক প্রকাশঃ স্থির তাপমাত্রায় কোন গ্যাসের আয়তন V ও তার উপর প্রযুক্ত চাপ P হলে বয়েলের সূত্রানুযায়ী,

বয়েলের সূত্রের প্রযোজ্যতা

উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্নচাপে সব গ্যাসই মোটামুটিভাবে বয়েলের সূত্র মেনে চলে। তবে খুব কম গ্যাসই সাধারণ তাপমাত্রা ও চাপে এ সূত্র অনুসরণ করে থাকে। যেসব গ্যাস পরীক্ষাধীন অবস্থায় স্থির তাপমাত্রায় চাপ পরিবর্তনের ফলে অণু সংখ্যার পরিবর্তন ঘটে, সেসব গ্যাসের ক্ষেত্রে বয়েলের সূত্রটি প্রযোজ্য নয়। যেমন, NO₂ গ্যাসের ক্ষেত্রে গ্যাসের মধ্যে সবসময়ই এর ডাইমার অণু ডাইনাইট্রোজেন টেট্রাঅক্সাইড (N₂O₄) গ্যাস থাকে। N₂O₄⇌2NO₂ চাপের পরিবর্তনের ফলে গ্যাসের অণুর সংখ্যার পরিবর্তন ঘটে। তাই এক্ষেত্রে বয়েলের সূত্র প্রযোজ্য হয় না। NH₃, CO₂, H₂S, SO₂, SO₃ প্রভৃতি গ্যাস এ সূত্র মেনে চলে না। তবে সাধারণ অবস্থায় H₂, N₂, O₂ ও নিস্ক্রিয় গ্যাসসমূহ এ সূত্র মোটামুটিভাবে মেনে চলে।

 

এ সম্পর্কিত বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও উত্তরঃ–

১। নিচের কোন সমীকরণটি বয়েলের সূত্র প্রকাশ করে?

ক) P1T1 = P2T2

খ) P1/T1 = P2/T2

গ) P1V1 = P2V2

ঘ) P1/V1 = P2/V2

সঠিক উত্তর : গ) P1V1 = P2V2

 

২। বয়েলের সূত্রে স্থির থাকে–

ক) T

খ) P

গ) V

ঘ) d

সঠিক উত্তর : ক) T

 

৩। বয়েলের প্রক্রিয়ার চিত্রটি কী ধরনের?

ক) উপবৃত্তীয়

খ) বৃত্তীয়

গ) সরল রৈখিক

ঘ) অধিবৃত্তীয়

সঠিক উত্তর : ঘ) অধিবৃত্তীয়

 

৪। আইসোথার্মে ধ্রুব থাকে–

ক) আয়তন

খ) চাপ

গ) তাপমাত্রা

ঘ) শক্তি

সঠিক উত্তর : গ) তাপমাত্রা

 

৫। স্থির তাপমাত্রায় কোনো প্রক্রিয়া সম্পন্ন করলে তাকে কী বলে?

ক) সমতলীয় প্রক্রিয়া

খ) সমআয়তনীয় প্রক্রিয়া

গ) বাফার প্রক্রিয়া

ঘ) সমতাপীয় প্রক্রিয়া

সঠিক উত্তর : ঘ) সমতাপীয় প্রক্রিয়া

 

৬। নিচের কোনটি বয়েলের সূত্র মোটামুটিভাবে মেনে চলে?

ক) NH3

খ) H2S

গ) SO3

ঘ) Ne

সঠিক উত্তর : ঘ) Ne

 

৭। স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের চাপ বাড়লে—

ক) আয়তন বাড়বে

খ) আয়তন কমবে

গ) আয়তন স্থির থাকবে

ঘ) ঘনত্ব কমবে

সঠিক উত্তর : খ) আয়তন কমবে

 

৮। স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যাসের ঘনত্ব–

ক) চাপের ব্যস্তানুপাতিক

খ) চাপের সমানুপাতিক

গ) আয়তনের ব্যস্তানুপাতিক

ঘ) আয়তনের সমানুপাতিক

সঠিক উত্তর : খ) চাপের সমানুপাতিক