அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை கணக்கீட்டாளர்

அறிமுகம்

அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை, அவோகாட்ரோ நிலை என்றாலும் அழைக்கப்படுகிறது, வேதியியலில் அடிப்படையான கருத்தாகும். இது ஒரு பொருளின் ஒரு மொல்லில் உள்ள பாகங்களை (பொதுவாக அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள்) குறிக்கிறது. இந்த கணக்கீட்டாளர் அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையைப் பயன்படுத்தி ஒரு மொல்லில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கண்டுபிடிக்க உதவுகிறது.

இந்த கணக்கீட்டாளரை எப்படி பயன்படுத்துவது

1. ஒரு பொருளின் மொல்லின் எண்ணிக்கையை உள்ளிடவும்.
2. கணக்கீட்டாளர் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கணக்கிடும்.
3. குறிப்பிற்காக, நீங்கள் பொருளின் பெயரை விருப்பமாக உள்ளிடலாம்.
4. முடிவு உடனடியாக காட்டப்படும்.

சூத்திரம்

மொல்லுகள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் இடையிலான உறவு:

$N = n \times N_A$

எங்கே:

• $N$ என்பது மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை
• $n$ என்பது மொல்லின் எண்ணிக்கை
• $N_A$ என்பது அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை (正確 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹)

கணக்கீடு

கணக்கீட்டாளர் கீழ்காணும் கணக்கீட்டைச் செய்கிறது:

$N = n \times 6.02214076 \times 10^{23}$

இந்த கணக்கீடு அதிக துல்லியமான மிதவியல் கணக்கீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது, இது உள்ளீட்டு மதிப்புகளின் பரந்த வரம்பில் துல்லியத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது.

எடுத்துக்காட்டு கணக்கீடு

ஒரு பொருளின் 1 மொல்லுக்கு:

$N = 1 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 6.02214076 \times 10^{23}$ மூலக்கூறுகள்

எட்ஜ் கேஸ்கள்

• மிகவும் சிறிய மொல்லின் எண்ணிக்கைகளுக்கு (எ.கா., 1e-23 mol) முடிவு மூலக்கூறுகளின் பகுதி எண்ணிக்கையாக இருக்கும்.
• மிகவும் பெரிய மொல்லின் எண்ணிக்கைகளுக்கு (எ.கா., 1e23 mol) முடிவு மிகவும் பெரிய மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையாக இருக்கும்.
• இந்த கணக்கீட்டாளர் இந்த எட்ஜ் கேஸ்களை சரியான எண் பிரதிநிதிகள் மற்றும் சுற்றுப்புற முறைகளைப் பயன்படுத்தி கையாள்கிறது.

அலகுகள் மற்றும் துல்லியம்

• மொல்லின் எண்ணிக்கை பொதுவாக ஒரு தசம எண்ணாகக் குறிப்பிடப்படுகிறது.
• மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை பொதுவாக அறிவியல் குறியீட்டில் குறிப்பிடப்படுகிறது, ஏனெனில் இதில் உள்ள பெரிய எண்ணிக்கைகள்.
• கணக்கீடுகள் அதிக துல்லியத்துடன் செய்யப்படுகின்றன, ஆனால் முடிவுகள் காட்டும் நோக்கத்திற்காக சுற்றுப்புறமாக்கப்படுகின்றன.

பயன்பாட்டு வழிகள்

அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை கணக்கீட்டாளர் வேதியியல் மற்றும் தொடர்புடைய துறைகளில் பல பயன்பாடுகளை கொண்டுள்ளது:

1. வேதியியல் பிரதிபலன்கள்: மொல்லின் எண்ணிக்கையை வழங்கும்போது, ஒரு பிரதிபலனில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கண்டுபிடிக்க உதவுகிறது.

2. ஸ்டோயிக்கியோமெட்ரி: வேதியியல் சமன்பாடுகளில் பிரதிபலன்கள் அல்லது தயாரிப்புகளின் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கணக்கிட உதவுகிறது.

3. வாயு சட்டங்கள்: குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான வாயு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கண்டுபிடிக்க உதவுகிறது.

4. தீர்வு வேதியியல்: அறிவிக்கப்பட்ட மொல்லியால் தீர்வில் உள்ள உருப்பொருளின் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கணக்கிட உதவுகிறது.

5. உயிரியல் வேதியியல்: புரதங்கள் அல்லது DNA போன்ற உயிரியல் மாதிரிகளில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கண்டுபிடிக்க உதவுகிறது.

மாற்றுகள்

இந்த கணக்கீட்டாளர் அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையைப் பயன்படுத்தி மொல்லுகளை மூலக்கூறுகளாக மாற்றுவதில் கவனம் செலுத்துகிறது, ஆனால் தொடர்புடைய கருத்துகள் மற்றும் கணக்கீடுகள் உள்ளன:

1. மொல்லியியல்: இது மாசு மற்றும் மொல்லுகளின் எண்ணிக்கையிடையிலான மாற்றத்தை கணக்கிட பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது பின்னர் மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றப்படலாம்.

2. மொல்லியியல்: இது ஒரு தீர்வின் மொல்லின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது, இது ஒரு தீர்வின் ஒரு அளவிலுள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கண்டுபிடிக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது.

3. மொல் பங்கு: இது ஒரு கலவையில் உள்ள ஒரு கூறின் மொல்லின் எண்ணிக்கையை மொத்த மொல்லுகளுக்கு ஒப்பிடுகிறது, இது ஒவ்வொரு கூறின் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை கண்டுபிடிக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வரலாறு

அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை இத்தாலிய விஞ்ஞானி அமேடியோ அவோகாட்ரோ (1776-1856) என்பவரின் பெயரில் உள்ளது, ஆனால் அவர் இந்த நிலையின் மதிப்பை கண்டறியவில்லை. 1811-ல், அவோகாட்ரோ ஒரே வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் உள்ள வாயுக்களின் சம அளவுகளில் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகள் உள்ளன என்பதைக் கூறினார். இது அவோகாட்ரோ சட்டமாக அறியப்படுகிறது.

அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையின் கருத்து யோஹான் ஜோசெஃப் லொச்ச்மிட் என்பவரின் வேலைகளில் இருந்து உருவானது, அவர் 1865-ல் ஒரு குறிப்பிட்ட வாயு அளவிலுள்ள மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையைப் பற்றிய முதல் மதிப்பீட்டைச் செய்தார். ஆனால் "அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை" என்ற சொல் 1909-ல் ஜான் பெர்ரின் என்பவரால் பயன்படுத்தப்பட்டது, அவர் ப்ரவுனியன் இயக்கத்திற்கான தனது வேலைகளில்.

பெர்ரின் தனது அனுபவக் வேலை மூலம் அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையின் முதல் நம்பகமான அளவீட்டை வழங்கினார். அவர் மதிப்பை கண்டறிய பல சுயாதீன முறைகளைப் பயன்படுத்தினார், இது 1926-ல் "பொருளின் இடைவெளி அமைப்பை பற்றிய தனது வேலைக்கு" அவரது நோபல் பரிசுக்கான காரணமாக அமைந்தது.

காலப்போக்கில், அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையின் அளவீடு அதிகமாக துல்லியமாக்கப்பட்டது. 2019-ல், SI அடிப்படை அலகுகளை மறுசீரமைக்கும் ஒரு பகுதியாக, அவோகாட்ரோ நிலை 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ என்ற அளவாக துல்லியாக வரையறுக்கப்பட்டது, இது அனைத்து எதிர்கால கணக்கீடுகளுக்காக அதன் மதிப்பை நிலைப்படுத்தியது.

எடுத்துக்காட்டுகள்

அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையைப் பயன்படுத்தி மொல்லுகளை மூலக்கூறுகளாக மாற்றுவதற்கான குறியீட்டு எடுத்துக்காட்டுகள் இங்கே உள்ளன:

' Excel VBA செயல்பாடு மொல்லுகளை மூலக்கூறுகளாக மாற்ற
Function MolesToMolecules(moles As Double) As Double
    MolesToMolecules = moles * 6.02214076E+23
End Function

' பயன்பாடு:
' =MolesToMolecules(1)

import decimal

## துல்லியமான கணக்கீடுகளுக்கான மிதவியல் அமைக்கவும்
decimal.getcontext().prec = 15

AVOGADRO = decimal.Decimal('6.02214076e23')

def moles_to_molecules(moles):
    return moles * AVOGADRO

## எடுத்துக்காட்டு பயன்பாடு:
print(f"1 mole = {moles_to_molecules(1):.6e} molecules")

const AVOGADRO = 6.02214076e23;

function molesToMolecules(moles) {
    return moles * AVOGADRO;
}

// எடுத்துக்காட்டு பயன்பாடு:
console.log(`1 mole = ${molesToMolecules(1).toExponential(6)} molecules`);

public class AvogadroCalculator {
    private static final double AVOGADRO = 6.02214076e23;

    public static double molesToMolecules(double moles) {
        return moles * AVOGADRO;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.printf("1 mole = %.6e molecules%n", molesToMolecules(1));
    }
}

காட்சிப்படுத்தல்

அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையின் கருத்தை புரிந்து கொள்ள உதவும் ஒரு எளிய காட்சிப்படுத்தல்:

இந்த வரைபடம் ஒரு பொருளின் மொல்லை குறிக்கிறது, அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கையின் மூலக்கூறுகளை கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு நீல வட்டமும் ஒரு பெரிய எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளை குறிக்கிறது, ஏனெனில் 6.02214076 × 10²³ தனிப்பட்ட பாகங்களை ஒரு ஒற்றை படத்தில் காட்டுவது சாத்தியமில்லை.

மேற்கோள்கள்

1. IUPAC. Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). A. D. McNaught மற்றும் A. Wilkinson என்பவரால் தொகுக்கப்பட்டது. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997).
2. Mohr, P.J.; Newell, D.B.; Taylor, B.N. (2016). "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2014". Rev. Mod. Phys. 88 (3): 035009.
3. அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை மற்றும் மொல். Chemistry LibreTexts.
4. புதிய SI: 26வது பொதுவான அளவீட்டில் (CGPM). Bureau International des Poids et Mesures (BIPM).
5. Perrin, J. (1909). "Mouvement brownien et réalité moléculaire". Annales de Chimie et de Physique. 8வது தொடர். 18: 1–114.