ભાગીય દબાણ કેલ્ક્યુલેટર - ગેસ મિશ્રણો માટે મફત ઑનલાઇન ટૂલ

ડાલ્ટનની કાયદા દ્વારા ભાગીય દબાણની ગણતરી કરો

ભાગીય દબાણ કેલ્ક્યુલેટર વૈજ્ઞાનિકો, ઇજનેરો અને ગેસ મિશ્રણો સાથે કામ કરતા વિદ્યાર્થીઓ માટે એક મહત્વપૂર્ણ મફત ઑનલાઇન ટૂલ છે. ભાગીય દબાણોના ડાલ્ટનની કાયદાનો ઉપયોગ કરીને, આ કેલ્ક્યુલેટર કોઈપણ મિશ્રણમાં દરેક ગેસ ઘટકના વ્યક્તિગત દબાણના યોગદાનને નિર્ધારિત કરે છે. માત્ર કુલ દબાણ અને દરેક ઘટકનો મોલ ફ્રેક્શન દાખલ કરો અને ચોકસાઈથી ભાગીય દબાણ મૂલ્યો તરત જ ગણતરી કરો.

આ ગેસ મિશ્રણ કેલ્ક્યુલેટર રસાયણશાસ્ત્ર, ભૌતિકશાસ્ત્ર, ચિકિત્સા અને ઇજનેરી એપ્લિકેશનો માટે મહત્વપૂર્ણ છે જ્યાં ગેસના વર્તનને સમજવું થિયરીયટિકલ વિશ્લેષણ અને વ્યાવહારિક ઉકેલો ચલાવે છે. તમે વાતાવરણના ગેસોનું વિશ્લેષણ કરી રહ્યા છો, રસાયણિક પ્રક્રિયાઓ ડિઝાઇન કરી રહ્યા છો, અથવા શ્વસન ફિઝિયોલોજીનો અભ્યાસ કરી રહ્યા છો, ચોકસાઈથી ભાગીય દબાણની ગણતરીઓ તમારા કાર્ય માટે મૂળભૂત છે.

ભાગીય દબાણ શું છે?

ભાગીય દબાણ એ તે દબાણ છે જે ચોક્કસ ગેસ ઘટક દ્વારા લાગુ કરવામાં આવશે જો તે એકલતામાં ગેસ મિશ્રણના સમગ્ર વોલ્યુમને સમાન તાપમાન પર ભરી લે. ભાગીય દબાણોના ડાલ્ટનની કાયદા અનુસાર, ગેસ મિશ્રણનો કુલ દબાણ દરેક વ્યક્તિગત ગેસ ઘટકના ભાગીય દબાણોના યોગના સમાન છે. આ સિદ્ધાંત વિવિધ સિસ્ટમોમાં ગેસના વર્તનને સમજવામાં મૂળભૂત છે.

આ વિચારને ગણિતીય રીતે આ રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છે:

$P_{total} = P_1 + P_2 + P_3 + ... + P_n$

જ્યાં:

• $P_{total}$ ગેસ મિશ્રણનો કુલ દબાણ છે
• $P_1, P_2, P_3, ..., P_n$ વ્યક્તિગત ગેસ ઘટકોના ભાગીય દબાણ છે

દરેક ગેસ ઘટક માટે, ભાગીય દબાણ તેના મોલ ફ્રેક્શન સાથે સીધું અનુપાતમાં છે:

$P_i = X_i \times P_{total}$

જ્યાં:

• $P_i$ ગેસ ઘટક i નું ભાગીય દબાણ છે
• $X_i$ ગેસ ઘટક i નું મોલ ફ્રેક્શન છે
• $P_{total}$ ગેસ મિશ્રણનો કુલ દબાણ છે

મોલ ફ્રેક્શન ($X_i$) એ ચોક્કસ ગેસ ઘટકના મોલની સંખ્યા અને મિશ્રણમાં તમામ ગેસોના કુલ મોલની સંખ્યાનો અનુપાત દર્શાવે છે:

$X_i = \frac{n_i}{n_{total}}$

જ્યાં:

• $n_i$ ગેસ ઘટક i ના મોલની સંખ્યા છે
• $n_{total}$ મિશ્રણમાં તમામ ગેસોના કુલ મોલની સંખ્યા છે

ગેસ મિશ્રણમાં તમામ મોલ ફ્રેક્શનનો યોગ 1 ના સમાન હોવો જોઈએ:

$\sum_{i=1}^{n} X_i = 1$

ફોર્મ્યુલા અને ગણતરી

મૂળભૂત ભાગીય દબાણ ફોર્મ્યુલા

મિશ્રણમાં ગેસ ઘટકના ભાગીય દબાણની ગણતરી માટેનો મૂળભૂત ફોર્મ્યુલા છે:

$P_i = X_i \times P_{total}$

આ સરળ સંબંધ અમને મિશ્રણમાં તેના અનુપાતને જાણતા સમયે દરેક ગેસના દબાણના યોગદાનને નિર્ધારિત કરવા માટેની મંજૂરી આપે છે અને કુલ સિસ્ટમ દબાણ.

ઉદાહરણ ગણતરી

ચાલો એક ગેસ મિશ્રણ પર વિચાર કરીએ જેમાં ઓક્સિજન (O₂), નાઇટ્રોજન (N₂), અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO₂) છે, જેનું કુલ દબાણ 2 એટમ (atm) છે:

• ઓક્સિજન (O₂): મોલ ફ્રેક્શન = 0.21
• નાઇટ્રોજન (N₂): મોલ ફ્રેક્શન = 0.78
• કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO₂): મોલ ફ્રેક્શન = 0.01

દરેક ગેસનું ભાગીય દબાણ ગણતરી કરવા માટે:

1. ઓક્સિજન: $P_{O₂} = 0.21 \times 2 \text{ atm} = 0.42 \text{ atm}$
2. નાઇટ્રોજન: $P_{N₂} = 0.78 \times 2 \text{ atm} = 1.56 \text{ atm}$
3. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ: $P_{CO₂} = 0.01 \times 2 \text{ atm} = 0.02 \text{ atm}$

અમે અમારી ગણતરીને ચકાસી શકીએ છીએ કે તમામ ભાગીય દબાણોનો યોગ કુલ દબાણના સમાન છે: $P_{total} = 0.42 + 1.56 + 0.02 = 2.00 \text{ atm}$

દબાણ એકમ રૂપાંતરણ

અમારો કેલ્ક્યુલેટર અનેક દબાણ એકમોને સપોર્ટ કરે છે. અહીં રૂપાંતરણ ફેક્ટરો છે:

• 1 એટમ (atm) = 101.325 કિલોપાસ્કલ (kPa)
• 1 એટમ (atm) = 760 મિલીમિટર મર્ક્યુરી (mmHg)

એકમો વચ્ચે રૂપાંતરણ કરતી વખતે, કેલ્ક્યુલેટર ચોકસાઈથી પરિણામો સુનિશ્ચિત કરવા માટે આ સંબંધોનો ઉપયોગ કરે છે, ભલે તમારી પસંદગીના એકમ સિસ્ટમમાં હોય.

આ ભાગીય દબાણ કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો - પગલાં-દ્વારા-પગલાં માર્ગદર્શિકા

અમારો ભાગીય દબાણ કેલ્ક્યુલેટર ચોકસાઈથી પરિણામો સાથે સરળ ઉપયોગ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યો છે. કોઈપણ ગેસ મિશ્રણ માટે ભાગીય દબાણ ગણતરી કરવા માટે આ પગલાં-દ્વારા-પગલાં માર્ગદર્શિકા અનુસરો:

1. તમારા ગેસ મિશ્રણનો કુલ દબાણ તમારી પસંદગીના એકમોમાં (atm, kPa, અથવા mmHg) દાખલ કરો.

2. ડ્રોપડાઉન મેનુમાંથી દબાણ એકમ પસંદ કરો (ડિફોલ્ટ એટમ છે).

3. ગેસ ઘટકો ઉમેરો દાખલ કરીને:

   • દરેક ગેસ ઘટકનું નામ (ઉદાહરણ તરીકે, "ઓક્સિજન", "નાઇટ્રોજન")
   • દરેક ઘટકનો મોલ ફ્રેક્શન (0 અને 1 વચ્ચેનું મૂલ્ય)

4. જો જરૂરી હોય તો "Add Component" બટન પર ક્લિક કરીને અન્ય ઘટકો ઉમેરો.

5. "Calculate" પર ક્લિક કરો ભાગીય દબાણો ગણતરી કરવા માટે.

6. પરિણામો જુઓ પરિણામો વિભાગમાં, જે દર્શાવે છે:

   • દરેક ઘટકનું નામ, મોલ ફ્રેક્શન, અને ગણતરી કરેલ ભાગીય દબાણ દર્શાવતું એક કોષ્ટક
   • ભાગીય દબાણોના વિતરણને દર્શાવતું દૃશ્ય ચાર્ટ

7. પરિણામો કોપી કરો તમારા ક્લિપબોર્ડમાં "Copy Results" બટન પર ક્લિક કરીને રિપોર્ટ્સ અથવા વધુ વિશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવા માટે.

ઇનપુટ માન્યતા

કેલ્ક્યુલેટર ચોકસાઈથી પરિણામો સુનિશ્ચિત કરવા માટે અનેક માન્યતા ચકાસણીઓ કરે છે:

• કુલ દબાણ શૂન્ય કરતાં વધુ હોવું જોઈએ
• તમામ મોલ ફ્રેક્શન 0 અને 1 વચ્ચે હોવા જોઈએ
• તમામ મોલ ફ્રેક્શનનો યોગ 1 ના સમાન હોવો જોઈએ (ગોળાકાર ભૂલ માટે થોડા ટોલરન્સની અંદર)
• દરેક ગેસ ઘટકનું નામ હોવું જોઈએ

જો કોઈ માન્યતા ભૂલ થાય છે, તો કેલ્ક્યુલેટર તમને ઇનપુટને સુધારવા માટે મદદ કરવા માટે ચોક્કસ ભૂલ સંદેશા દર્શાવશે.

ભાગીય દબાણ કેલ્ક્યુલેટર એપ્લિકેશનો અને ઉપયોગના કેસ

ભાગીય દબાણની ગણતરીઓ અનેક વૈજ્ઞાનિક અને ઇજનેરી ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ છે. આ વ્યાપક માર્ગદર્શિકા મુખ્ય એપ્લિકેશનોને આવરી લે છે જ્યાં અમારો કેલ્ક્યુલેટર અમૂલ્ય સાબિત થાય છે:

રસાયણશાસ્ત્ર અને રસાયણ ઇજનેરી

1. ગેસ-ફેઝ પ્રતિક્રિયાઓ: ભાગીય દબાણોને સમજવું ગેસ-ફેઝ રસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રતિક્રિયા કિનેટિક્સ અને સમતોલનનું વિશ્લેષણ કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. ઘણા પ્રતિક્રિયાઓની ગતિ સીધા ગેસના ભાગીય દબાણો પર આધાર રાખે છે.

2. વેઇપર-લિક્વિડ સમતોલન: ભાગીય દબાણો ગેસો કેવી રીતે પ્રવાહી માં વિલીન થાય છે અને પ્રવાહી કેવી રીતે વाष્પીભૂત થાય છે તે નિર્ધારિત કરવામાં મદદ કરે છે, જે ડિસ્ટિલેશન કૉલમ અને અન્ય વિભાજન પ્રક્રિયાઓ ડિઝાઇન કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

3. ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફી: આ વિશ્લેષણાત્મક તકનીક ભાગીય દબાણના સિદ્ધાંતો પર આધાર રાખે છે જટિલ મિશ્રણોમાં સંયોજનોને અલગ કરવા અને ઓળખવા માટે.

ચિકિત્સા અને શારીરિક એપ્લિકેશનો

1. શ્વસન ફિઝિયોલોજી: ફેફસામાં ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વિનિમય ભાગીય દબાણના ગ્રેડિયન્ટ દ્વારા શાસિત થાય છે. ચિકિત્સા વ્યાવસાયિકો શ્વસનની સ્થિતિઓને સમજવા અને સારવાર કરવા માટે ભાગીય દબાણની ગણતરીઓનો ઉપયોગ કરે છે.

2. એનેસ્થેસિયોલોજી: એનેસ્થેસિયોલોજિસ્ટોએ દર્દીના સુરક્ષાને સુનિશ્ચિત કરતી વખતે યોગ્ય સેડેશન સ્તરો જાળવવા માટે એનેસ્થેટિક ગેસોના ભાગીય દબાણોને કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરવું જોઈએ.

3. હાઇપરબારિક મેડિસિન: હાઇપરબારિક ચેમ્બર માં સારવાર માટે ઓક્સિજનના ભાગીય દબાણને ચોકસાઈથી નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે, જેમ કે ડીકમ્પ્રેશન બીમારી અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ ઝેરીકરણ.

પર્યાવરણ વિજ્ઞાન

1. વાતાવરણના રસાયણશાસ્ત્ર: ગ્રીનહાઉસ ગેસો અને પ્રદૂષકોના ભાગીય દબાણોને સમજવું વૈજ્ઞાનિકોને હવામાન પરિવર્તન અને હવા ગુણવત્તાનું મોડેલ બનાવવા માટે મદદ કરે છે.

2. પાણીની ગુણવત્તા: પાણીના શરીરોમાં વિલીન ઓક્સિજનની સામગ્રી, જે જળજીવન માટે મહત્વપૂર્ણ છે, તે વાતાવરણમાં ઓક્સિજનના ભાગીય દબાણ સાથે સંબંધિત છે.

3. માટીના ગેસ વિશ્લેષણ: પર્યાવરણ ઇજનેરો માટીમાં પ્રદૂષણ શોધવા અને પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રયાસોને મોનિટર કરવા માટે ગેસોના ભાગીય દબાણો માપે છે.

ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો

1. ગેસ વિભાજન પ્રક્રિયાઓ: ઉદ્યોગો ગેસ મિશ્રણોને અલગ કરવા માટે દબાણ સ્વિંગ શોષણ જેવી પ્રક્રિયાઓમાં ભાગીય દબાણના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરે છે.

2. દહન નિયંત્રણ: દહન સિસ્ટમોમાં ઇંધણ-હવા મિશ્રણોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે ઓક્સિજન અને ઇંધણ ગેસોના ભાગીય દબાણોને સમજવું જરૂરી છે.

3. ખોરાક પેકેજિંગ: ફેરફાર કરેલી વાતાવરણ પેકેજિંગમાં ખોરાકના શેલ્ફ જીવનને વધારવા માટે નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ જેવા ગેસોના ચોક્કસ ભાગીય દબાણોનો ઉપયોગ થાય છે.

શૈક્ષણિક અને સંશોધન

1. ગેસ કાયદા અભ્યાસ: ભાગીય દબાણની ગણતરીઓ ગેસના વર્તનને શીખવવા અને સંશોધન કરવા માટે મૂળભૂત છે.

2. સામગ્રી વિજ્ઞાન: ગેસ સેન્સર્સ, મેમ્બ્રેન અને છિદ્રિત સામગ્રીના વિકાસમાં ઘણીવાર ભાગીય દબાણના વિચારનો સમાવેશ થાય છે.

3. ગ્રહ વિજ્ઞાન: ગ્રહોના વાતાવરણના સંયોજનને સમજવું ભાગીય દબાણના વિશ્લેષણ પર આધાર રાખે છે.

ભાગીય દબાણની ગણતરીઓના વિકલ્પો

જ્યારે ડાલ્ટનની કાયદા આદર્શ ગેસ મિશ્રણો માટે સીધો અભિગમ પ્રદાન કરે છે, ત્યારે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ માટે વિકલ્પ પદ્ધતિઓ છે:

1. ફ્યુગેસિટી: ઉચ્ચ દબાણ પર નોન-આદર્શ ગેસ મિશ્રણો માટે, ફ્યુગેસિટી (એક "પ્રભાવશાળી દબાણ") ભાગીય દબાણની જગ્યાએ ઘણીવાર ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. ફ્યુગેસિટી ગેર-આદર્શ વર્તનને પ્રવૃત્તિ ગુણાંક દ્વારા સમાવેશ કરે છે.

2. હેન્ઝના કાયદા: પ્રવાહી માં વિલીન ગેસો માટે, હેન્ઝના કાયદા પ્રવાહી તબક્કામાં તેની સંકેતને ગેસના ભાગીય દબાણ સાથે સંબંધિત કરે છે.

3. રાઉલ્ટના કાયદા: આ કાયદા આદર્શ પ્રવાહી મિશ્રણોમાં ઘટકોના વેઇપર દબાણ અને તેમના મોલ ફ્રેક્શન વચ્ચેના સંબંધને વર્ણવે છે.

4. સ્થિતિના સમીકરણ મોડલ: વાન ડેર વાલ્સ સમીકરણ, પેંગ-રોબિનસન, અથવા સોવે-રેડ્લિચ-ક્વોંગ સમીકરણો જેવા અદ્યતન મોડલ વાસ્તવિક ગેસો માટે વધુ ચોકસાઈથી પરિણામો પ્રદાન કરી શકે છે.

ભાગીય દબાણની વિચારધારા નો ઇતિહાસ

ભાગીય દબાણની વિચારધારાનું વૈજ્ઞાનિક ઇતિહાસ 19મી સદીના પ્રારંભમાં પાછું જાય છે:

જ્હોન ડાલ્ટનની યોગદાન

જ્હોન ડાલ્ટન (1766-1844), એક અંગ્રેજ રસાયણશાસ્ત્રી, ભૌતિકશાસ્ત્રી, અને મેટરોલોજિસ્ટ, 1801માં ભાગીય દબાણોના કાયદાને પ્રથમ ફોર્મ્યુલેટ કર્યો. ડાલ્ટનની ગેસો પરની કામગીરી તેના વ્યાપક પરમાણુ સિદ્ધાંતોનો ભાગ હતી, જે તે સમયના સૌથી મહત્વપૂર્ણ વૈજ્ઞાનિક પ્રગતિઓમાંની એક હતી. તેમના અભ્યાસો વાતાવરણમાં મિશ્રિત ગેસોના અભ્યાસથી શરૂ થયા, જેના પરિણામે તેમણે સૂચવ્યું કે મિશ્રણમાં દરેક ગેસ દ્વારા લાગુ કરવામાં આવેલ દબાણ અન્ય ગેસોના હાજર હોવા પર આધાર રાખતું નથી.

ડાલ્ટનએ 1808માં "A New System of Chemical Philosophy" નામની પોતાની પુસ્તકમાં પોતાના શોધોને પ્રકાશિત કર્યા, જ્યાં તેમણે જે હવે ડાલ્ટનની કાયદા તરીકે ઓળખાય છે તે વ્યાખ્યાયિત કર્યું. તેમના કાર્યને ક્રાંતિકારી માનવામાં આવ્યું કારણ કે તે ગેસ મિશ્રણોને સમજવા માટે એક માત્રાત્મક ફ્રેમવર્ક પ્રદાન કરે છે જ્યારે ગેસોના સ્વભાવને હજુ પણ ખરાબ રીતે સમજવામાં આવ્યું હતું.

ગેસ કાયદાઓનો વિકાસ

ડાલ્ટનની કાયદા એ જ સમયે વિકસિત અન્ય ગેસ કાયદાઓને પૂરક બનાવે છે:

• બોઇલનો કાયદો (1662): ગેસના દબાણ અને વોલ્યુમ વચ્ચેના વિરુદ્ધ સંબંધને વર્ણવે છે
• ચાર્લ્સનો કાયદો (1787): ગેસના વોલ્યુમ અને તાપમાન વચ્ચેના સીધા સંબંધને સ્થાપિત કરે છે
• એવોગાડ્રોના કાયદા (1811): સૂચવે છે કે સમાન વોલ્યુમના ગેસોમાં સમાન સંખ્યાના અણુઓ હોય છે

આ કાયદાઓ એકસાથે 19મી સદીના મધ્યમાં આદર્શ ગેસના કાયદાના વિકાસ તરફ દોરી ગયા (PV = nRT), ગેસના વર્તન માટે એક વ્યાપ