ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್: ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಗ್ಯಾಸ್ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ

ಪರಿಚಯ

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಎಂದರೆ ಗ್ಯಾಸ್ ಅಣುಗಳು ಕಂಟೈನರ್‌ನ ಮೂಲಕ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಹೋಲೆಯ ಮೂಲಕ ಶೂನ್ಯ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಣದ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಓಡುವುದು. ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಕಾನೂನವನ್ನು ಆಧಾರಿತವಾಗಿ ಎರಡು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಕೀನಟಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ಈ ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವವು ಹೇಳುತ್ತದೆ कि ಗ್ಯಾಸ್‌ನ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವು ಅದರ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಅಣುವಿನ ತೂಕ)ನ ಚದರ ಮೂಲದ ವಿರುದ್ಧ ಅನುಪಾತಿಕವಾಗಿದೆ. ನಮ್ಮ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಈ ತತ್ವವನ್ನು ವಿಸ್ತಾರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಸಹ ಗಮನದಲ್ಲಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು, ಸಂಶೋಧಕರು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ವೃತ್ತಿಪರರಿಗೆ ಸಮಗ್ರ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ನೀವು ಪರೀಕ್ಷೆಗೆ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದೀರಾ, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತಿದ್ದೀರಾ ಅಥವಾ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಗ್ಯಾಸ್ ವಿಭಜನೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತಿದ್ದೀರಾ, ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶರತ್ತುಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಗ್ಯಾಸ್ ಇನ್ನೊಂದು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಿಂತ ಎಷ್ಟು ಬೇಗ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ತ್ವರಿತ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಕಾನೂನಿನ ಸೂತ್ರ

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಕಾನೂನು ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ಹೀಗಿದೆ:

$\frac{\text{Rate}_1}{\text{Rate}_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}} \times \sqrt{\frac{T_1}{T_2}}$

ಇಲ್ಲಿ:

• $\text{Rate}_1$ = ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ
• $\text{Rate}_2$ = ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ
• $M_1$ = ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್)
• $M_2$ = ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್)
• $T_1$ = ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್)
• $T_2$ = ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್)

ಗಣಿತೀಯ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನು ಕೀನಟಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದಿಂದ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವು ಗ್ಯಾಸ್ ಕಣಗಳ ಸರಾಸರಿ ಆಣ್ವಿಕ ವೇಗಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತಿಕವಾಗಿದೆ. ಕೀನಟಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ, ಗ್ಯಾಸ್ ಅಣುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಕೀನಟಿಕ್ ಶಕ್ತಿ:

$\text{KE}_{\text{avg}} = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{3}{2}kT$

ಇಲ್ಲಿ:

• $m$ = ಅಣುವಿನ ತೂಕ
• $v$ = ಸರಾಸರಿ ವೇಗ
• $k$ = ಬೋಲ್ಜ್ಮಾನ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ
• $T$ = ಶುದ್ಧ ತಾಪಮಾನ

ವೇಗವನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವಾಗ:

$v = \sqrt{\frac{3kT}{m}}$

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವು ಈ ವೇಗಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತಿಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಮತ್ತು ಅಣುವಿನ ತೂಕವು ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್‌ಗೆ ಅನುಪಾತಿಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ನಾವು ಎರಡು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಬಹುದು:

$\frac{\text{Rate}_1}{\text{Rate}_2} = \frac{v_1}{v_2} = \sqrt{\frac{m_2}{m_1}} \times \sqrt{\frac{T_1}{T_2}} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}} \times \sqrt{\frac{T_1}{T_2}}$

ವಿಶೇಷ ಪ್ರಕರಣಗಳು

1. ಸಮಾನ ತಾಪಮಾನಗಳು: ಇಬ್ಬರು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳು ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ($T_1 = T_2$) ಇದ್ದಾಗ, ಸೂತ್ರವು ಹೀಗೆ ಸರಳಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:

   $\frac{\text{Rate}_1}{\text{Rate}_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}}$

2. ಸಮಾನ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್‌ಗಳು: ಇಬ್ಬರು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳಿಗೆ ಒಂದೇ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ($M_1 = M_2$) ಇದ್ದಾಗ, ಸೂತ್ರವು ಹೀಗೆ ಸರಳಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:

   $\frac{\text{Rate}_1}{\text{Rate}_2} = \sqrt{\frac{T_1}{T_2}}$

3. ಸಮಾನ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನಗಳು: ಇಬ್ಬರು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳಿಗೆ ಒಂದೇ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಇದ್ದಾಗ, ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತವೆ:

   $\frac{\text{Rate}_1}{\text{Rate}_2} = 1$

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸುವುದು

ನಮ್ಮ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಎರಡು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸರಳ ಹಂತಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ:

1. ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಮಾಹಿತಿ ನಮೂದಿಸಿ:

   • ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಅನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
   • ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)

2. ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಮಾಹಿತಿ ನಮೂದಿಸಿ:

   • ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಅನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
   • ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)

3. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೋಡಿ:

   • ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವನ್ನು (Rate₁/Rate₂) ಲೆಕ್ಕಹಾಕುತ್ತದೆ
   • ಫಲಿತಾಂಶವು ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ

4. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನಕಲಿಸಿ (ಐಚ್ಛಿಕ):

   • ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಕ್ಲಿಪ್‌ಬೋರ್ಡ್‌ಗೆ ನಕಲಿಸಲು "ನಕಲಿಸಿ ಫಲಿತಾಂಶ" ಬಟನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿರಿ

ಇನ್ಪುಟ್ ಅಗತ್ಯಗಳು

• ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್: ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿರುವ ಧನಾತ್ಮಕ ಸಂಖ್ಯೆಯಾದಾಗ ಮಾತ್ರ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್)
• ತಾಪಮಾನ: ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿರುವ ಧನಾತ್ಮಕ ಸಂಖ್ಯೆಯಾದಾಗ ಮಾತ್ರ (ಕೆಲ್ವಿನ್)

ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು

ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಮೌಲ್ಯವು ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಸ್ 2 ನಡುವಿನ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ:

• ಫಲಿತಾಂಶ 2.0 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತದೆ
• ಫಲಿತಾಂಶ 0.5 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಅರ್ಧಷ್ಟು ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತದೆ
• ಫಲಿತಾಂಶ 1.0 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಇಬ್ಬರು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳು ಸಮಾನ ದರದಲ್ಲಿ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತವೆ

ಸಾಮಾನ್ಯ ಗ್ಯಾಸ್ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್‌ಗಳು

ಸೌಲಭ್ಯಕ್ಕಾಗಿ, ಇಲ್ಲಿವೆ ಕೆಲವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಗ್ಯಾಸುಗಳ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್‌ಗಳು:

ವ್ಯವಹಾರಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು ಮತ್ತು ಬಳಸುವ ಪ್ರಕರಣಗಳು

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಕಾನೂನಿಗೆ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ವ್ಯವಹಾರಿಕ ಅನ್ವಯಗಳಿವೆ:

1. ಐಸೋಟೋಪ್ ವಿಭಜನೆ

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನಿನ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಮುಖ ಐತಿಹಾಸಿಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮ್ಯಾನ್‌ಹ್ಯಾಟನ್ ಯೋಜನೆಯು ಯುರೇನಿಯಂ ಶ್ರೇಣೀಬದ್ಧತೆಗೆ ಬಳಸಲ್ಪಟ್ಟಿತು. ಗ್ಯಾಸ್ ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, ಯುರೇನಿಯಂ-235 ಅನ್ನು ಯುರೇನಿಯಂ-238 ನಿಂದ ವಿಭಜಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅವರ ತೂಕದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಆಧಾರಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಅವರ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಗ್ಯಾಸ್ ಕ್ರೋಮಟೋಗ್ರಫಿ

ವಿಶ್ಲೇಷಣಾ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಎಫ್ಯೂಷನ್ ತತ್ವಗಳು ಗ್ಯಾಸ್ ಕ್ರೋಮಟೋಗ್ರಫಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ವಿಭಜಿಸಲು ಮತ್ತು ಗುರುತಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಅಣುಗಳು ಕ್ರೋಮಟೋಗ್ರಾಫಿಕ್ ಕಾಲಮ್ ಮೂಲಕ ವಿಭಿನ್ನ ದರದಲ್ಲಿ ಸಾಗುತ್ತವೆ, ಭಾಗವಾಗಿ ಅವರ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್‌ಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

3. ಲೀಕ್ ಡಿಟೆಕ್ಷನ್

ಹೆಲಿಯಮ್ ಲೀಕ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು, ಕಡಿಮೆ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಇರುವ ಹೆಲಿಯಮ್ ವೇಗವಾಗಿ ಸಣ್ಣ ಲೀಕ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ತತ್ವವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಇದು ಶೂನ್ಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಒತ್ತಣದ ಪಾತ್ರೆಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರ ಮುಚ್ಚಿದ ಕಂಟೈನರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಲೀಕ್‌ಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಉತ್ತಮ ಟ್ರೇಸರ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಆಗುತ್ತದೆ.

4. ಉಸಿರಾಟ ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರ

ಗ್ಯಾಸ್ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಉಸಿರಾಟದ ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಸ್ ವಿನಿಮಯದ ಕುರಿತು ನಮ್ಮ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಲ್ವಿಯೋಲರ್-ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಮೂಲಕ ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ಚಲನೆ ಹೇಗೆ ನಡೆಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.

5. ಕೈಗಾರಿಕಾ ಗ್ಯಾಸ್ ವಿಭಜನೆ

ಬಾಹ್ಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಎಫ್ಯೂಷನ್ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಗ್ಯಾಸ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳನ್ನು ವಿಭಜಿಸಲು ಅಥವಾ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳನ್ನು ಶುದ್ಧಗೊಳಿಸಲು.

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನಿಗೆ ಪರ್ಯಾಯಗಳು

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನು ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಗ್ಯಾಸ್ ವರ್ತನೆ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಪರ್ಯಾಯ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ:

1. ನಕ್ಡ್ಸೆನ್ ಡಿಫ್ಯೂಷನ್: ಅಣುಗಳ ಮಧ್ಯೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಮಹತ್ವಪೂರ್ಣವಾಗಿರುವ ಬಹು-ಘಟಕ ಗ್ಯಾಸ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

2. ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್-ಸ್ಟೆಫಾನ್ ಡಿಫ್ಯೂಷನ್: ಬಹು-ಘಟಕ ಗ್ಯಾಸ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಗಳು ಮಹತ್ವಪೂರ್ಣವಾಗಿರುವಾಗ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

3. ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ (CFD): ಸಂಕೀರ್ಣ ರೂಪರೇಖೆ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಶರತ್ತುಗಳಿಗಾಗಿ, ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳು ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ಸೂತ್ರಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು.

4. ಫಿಕ್‌ನ ಕಾನೂನುಗಳು: ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಬದಲು ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಐತಿಹಾಸಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ

ಥಾಮಸ್ ಗ್ರಾಹಮ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಕಂಡುಹಿಡಿತಗಳು

ಥಾಮಸ್ ಗ್ರಾಹಮ್ (1805-1869), ಒಂದು ಸ್ಕಾಟ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ, 1846ರಲ್ಲಿ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಕಾನೂನನ್ನು ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ ರೂಪಿಸಿದರು. ಗ್ರಾಹಮ್ ವಿವಿಧ ಗ್ಯಾಸುಗಳ ದರಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ನಿರಂತರ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದರು ಮತ್ತು ಈ ದರಗಳು ಅವರ ದ್ರವ್ಯತೆಯ ಚದರ ಮೂಲದ ವಿರುದ್ಧ ಅನುಪಾತಿಕವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಿದರು.

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕೆಲಸವು ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ಕೀನಟಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುವ ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಸಾಕ್ಷ್ಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತಿತ್ತು, ಇದು ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿತ್ತು. ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಹಗುರವಾದ ಗ್ಯಾಸುಗಳು ತೂಕದ ಗ್ಯಾಸುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಅಣುಗಳು ನಿರಂತರ ಚಲನೆಯಲ್ಲಿರುವುದನ್ನು ಮತ್ತು ಅವರ ವೇಗವು ಅವರ ತೂಕಕ್ಕೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುವುದನ್ನು ಹೊಂದಿಸುತ್ತದೆ.

ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಾರ್ಯದ ನಂತರ, ಗ್ಯಾಸ್ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಬಹಳಷ್ಟು ಬೆಳೆಯಿತು:

1. 1860-1870: ಜೇಮ್ಸ್ ಕ್ಲರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್‌ವೆಲ್ ಮತ್ತು ಲೂಡ್ವಿಕ್ ಬೋಲ್ಜ್ಮಾನ್ ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ಕೀನಟಿಕ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು, ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಅನುಭವಾತ್ಮಕ ಗಮನಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.

2. 20ನೇ ಶತಮಾನದ ಆರಂಭ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಾಂತ್ರಿಕತೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಅಣುಗಳ ವರ್ತನೆ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಸ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಿತು.

3. 1940: ಮ್ಯಾನ್‌ಹ್ಯಾಟನ್ ಯೋಜನೆಯು ಯುರೇನಿಯಂ ಐಸೋಟೋಪ್ ವಿಭಜನೆಗಾಗಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ಬಳಸಿತು, ಇದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.

4. ಆಧುನಿಕ ಯುಗ: ಸುಧಾರಿತ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಕೋಡ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

ಇಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಭಾಷೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಹೇಗೆ ಎಂದು ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ:

1' Excel VBA ಕಾರ್ಯಕ್ಕಾಗಿ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು
2Function EffusionRateRatio(MolarMass1 As Double, MolarMass2 As Double, Temperature1 As Double, Temperature2 As Double) As Double
3    ' ಮಾನ್ಯ ಇನ್ಪುಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಪರಿಶೀಲನೆ
4    If MolarMass1 <= 0 Or MolarMass2 <= 0 Then
5        EffusionRateRatio = CVErr(xlErrValue)
6        Exit Function
7    End If
8    
9    If Temperature1 <= 0 Or Temperature2 <= 0 Then
10        EffusionRateRatio = CVErr(xlErrValue)
11        Exit Function
12    End If
13    
14    ' ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ತಾಪಮಾನದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
15    EffusionRateRatio = Sqr(MolarMass2 / MolarMass1) * Sqr(Temperature1 / Temperature2)
16End Function
17
18' Excel ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಬಳಕೆ:
19' =EffusionRateRatio(4, 16, 298, 298)
20

1import math
2
3def calculate_effusion_rate_ratio(molar_mass1, molar_mass2, temperature1, temperature2):
4    """
5    ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತಾಪಮಾನದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ.
6    
7    ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್‌ಗಳು:
8    molar_mass1 (float): ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
9    molar_mass2 (float): ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
10    temperature1 (float): ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)
11    temperature2 (float): ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)
12    
13    ಹಿಂತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ:
14    float: ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳ ಅನುಪಾತ (Rate1/Rate2)
15    """
16    # ಇನ್ಪುಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಮಾನ್ಯತೆ
17    if molar_mass1 <= 0 or molar_mass2 <= 0:
18        raise ValueError("ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು")
19    
20    if temperature1 <= 0 or temperature2 <= 0:
21        raise ValueError("ತಾಪಮಾನ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು")
22    
23    # ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ತಾಪಮಾನದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
24    molar_mass_ratio = math.sqrt(molar_mass2 / molar_mass1)
25    temperature_ratio = math.sqrt(temperature1 / temperature2)
26    
27    return molar_mass_ratio * temperature_ratio
28
29# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಕೆ
30try:
31    # ಹೆಲಿಯಮ್ ವಿರುದ್ಧ ಮೆಥೇನ್ ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ
32    result = calculate_effusion_rate_ratio(4.0, 16.0, 298, 298)
33    print(f"ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ: {result:.4f}")
34except ValueError as e:
35    print(f"ದೋಷ: {e}")
36

1/**
2 * ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತಾಪಮಾನದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ.
3 * 
4 * @param {number} molarMass1 - ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
5 * @param {number} molarMass2 - ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
6 * @param {number} temperature1 - ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)
7 * @param {number} temperature2 - ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)
8 * @returns {number} ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳ ಅನುಪಾತ (Rate1/Rate2)
9 */
10function calculateEffusionRateRatio(molarMass1, molarMass2, temperature1, temperature2) {
11  // ಇನ್ಪುಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಪರಿಶೀಲನೆ
12  if (molarMass1 <= 0 || molarMass2 <= 0) {
13    throw new Error("ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
14  }
15  
16  if (temperature1 <= 0 || temperature2 <= 0) {
17    throw new Error("ತಾಪಮಾನ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
18  }
19  
20  // ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ತಾಪಮಾನದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
21  const molarMassRatio = Math.sqrt(molarMass2 / molarMass1);
22  const temperatureRatio = Math.sqrt(temperature1 / temperature2);
23  
24  return molarMassRatio * temperatureRatio;
25}
26
27// ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಕೆ
28try {
29  // ಹೆಲಿಯಮ್ ವಿರುದ್ಧ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ
30  const result = calculateEffusionRateRatio(4.0, 32.0, 298, 298);
31  console.log(`ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ: ${result.toFixed(4)}`);
32} catch (error) {
33  console.error(`ದೋಷ: ${error.message}`);
34}
35

1public class EffusionRateCalculator {
2    /**
3     * ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತಾಪಮಾನದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ.
4     * 
5     * @param molarMass1 ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
6     * @param molarMass2 ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ (ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್‌ನಲ್ಲಿ)
7     * @param temperature1 ಗ್ಯಾಸ್ 1 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)
8     * @param temperature2 ಗ್ಯಾಸ್ 2 ಯ ತಾಪಮಾನ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನಲ್ಲಿ)
9     * @return ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳ ಅನುಪಾತ (Rate1/Rate2)
10     * @throws IllegalArgumentException ಯಾವುದೇ ಇನ್ಪುಟ್ ಶೂನ್ಯ ಅಥವಾ ಋಣಾತ್ಮಕವಾದಾಗ
11     */
12    public static double calculateEffusionRateRatio(
13            double molarMass1, double molarMass2, 
14            double temperature1, double temperature2) {
15        
16        // ಇನ್ಪುಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಪರಿಶೀಲನೆ
17        if (molarMass1 <= 0 || molarMass2 <= 0) {
18            throw new IllegalArgumentException("ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
19        }
20        
21        if (temperature1 <= 0 || temperature2 <= 0) {
22            throw new IllegalArgumentException("ತಾಪಮಾನ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
23        }
24        
25        // ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ತಾಪಮಾನದ ತಿದ್ದುಪಡಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
26        double molarMassRatio = Math.sqrt(molarMass2 / molarMass1);
27        double temperatureRatio = Math.sqrt(temperature1 / temperature2);
28        
29        return molarMassRatio * temperatureRatio;
30    }
31    
32    public static void main(String[] args) {
33        try {
34            // ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿರುದ್ಧ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ
35            double result = calculateEffusionRateRatio(2.02, 28.01, 298, 298);
36            System.out.printf("ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ: %.4f%n", result);
37        } catch (IllegalArgumentException e) {
38            System.err.println("ದೋಷ: " + e.getMessage());
39        }
40    }
41}
42

ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಕೆಲವು ವ್ಯವಹಾರಿಕ ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸೋಣ:

ಉದಾಹರಣೆ 1: ಹೆಲಿಯಮ್ ವಿರುದ್ಧ ಮೆಥೇನ್ ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ

• ಗ್ಯಾಸ್ 1: ಹೆಲಿಯಮ್ (He)
  • ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್: 4.0 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್
  • ತಾಪಮಾನ: 298 ಕೆ (25°C)
• ಗ್ಯಾಸ್ 2: ಮೆಥೇನ್ (CH₄)
  • ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್: 16.0 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್
  • ತಾಪಮಾನ: 298 ಕೆ (25°C)

ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು: $\frac{\text{Rate}_{\text{He}}}{\text{Rate}_{\text{CH}_4}} = \sqrt{\frac{16.0}{4.0}} \times \sqrt{\frac{298}{298}} = \sqrt{4} \times 1 = 2.0$

ಫಲಿತಾಂಶ: ಹೆಲಿಯಮ್ 298 ಕೆ ನಲ್ಲಿ ಮೆಥೇನ್ ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ 2 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ 2: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿರುದ್ಧ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ

• ಗ್ಯಾಸ್ 1: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ (H₂)
  • ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್: 2.02 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್
  • ತಾಪಮಾನ: 400 ಕೆ (127°C)
• ಗ್ಯಾಸ್ 2: ಆಕ್ಸಿಜನ್ (O₂)
  • ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್: 32.00 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್
  • ತಾಪಮಾನ: 300 ಕೆ (27°C)

ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು: $\frac{\text{Rate}_{\text{H}_2}}{\text{Rate}_{\text{O}_2}} = \sqrt{\frac{32.00}{2.02}} \times \sqrt{\frac{400}{300}} = \sqrt{15.84} \times \sqrt{1.33} = 3.98 \times 1.15 = 4.58$

ಫಲಿತಾಂಶ: 400 ಕೆ ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ 300 ಕೆ ನಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಸುಮಾರು 4.58 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಆಗುತ್ತದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು (FAQ)

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಮತ್ತು ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಎಂದರೆ ಗ್ಯಾಸ್ ಅಣುಗಳು ಕಂಟೈನರ್‌ನ ಮೂಲಕ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಹೋಲೆಯ ಮೂಲಕ ಶೂನ್ಯ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಣದ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಓಡುವುದು. ಹೋಲೆ ಅಣುಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರಬೇಕು.

ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಎಂದರೆ ಗ್ಯಾಸ್ ಅಣುಗಳು ಇತರ ಗ್ಯಾಸ್ ಅಥವಾ ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದ ಚಲಿಸುವುದು. ಡಿಫ್ಯೂಷನ್‌ನಲ್ಲಿ, ಅಣುಗಳು ಚಲಿಸುವಾಗ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತವೆ.

ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಮತ್ತು ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಎರಡೂ ಅಣುಗಳ ಚಲನೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದವು, ಆದರೆ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸಣ್ಣ ಓಟಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳ ಓಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಆದರೆ ಡಿಫ್ಯೂಷನ್ ಅಣುಗಳ ಮಿಶ್ರಣದ ವ್ಯಾಪಕ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದೆ.

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನು ವಾಸ್ತವಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ನಿಖರವಾಗಿದೆ?

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನು, ಈ ಕೆಳಗಿನ ಶರತ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿರುವ ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳಿಗೆ ಬಹಳ ನಿಖರವಾಗಿದೆ:

• ಹೋಲೆ ಅಣುಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದಾಗ
• ಗ್ಯಾಸ್‌ಗಳು ಐಡಿಯಲ್ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ (ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಣ, ಮಧ್ಯಮ ತಾಪಮಾನ)
• ಹರಿವು ಆಣ್ವಿಕವಾಗಿದೆ, ಬಾಹ್ಯವಿಲ್ಲ

ಅತಿದೊಡ್ಡ ಒತ್ತಣ ಅಥವಾ ಬಹಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗ್ಯಾಸುಗಳ ಮೇಲೆ, ಅಸಾಧಾರಣ ಗ್ಯಾಸ್ ವರ್ತನೆಯ ಕಾರಣದಿಂದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು.

ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ದ್ರವಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದೇ?

ಇಲ್ಲ, ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಗ್ಯಾಸುಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ದ್ರವಗಳಿಗೆ ಬಹಳ ಬೇರೆಯಾದ ಅಣು ಚಲನೆಗಳು ಮತ್ತು ಬಹಳ ಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಶಕ್ತಿಗಳು ಮತ್ತು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಸರಾಸರಿ ಮುಕ್ತ ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆ. ದ್ರವಗಳ ಮೂಲಕ ಚಲನೆಯು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬೇರೆ ತತ್ವಗಳು ಮತ್ತು ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ತಾಪಮಾನ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಗ್ಯಾಸ್ ಅಣುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಕೀನಟಿಕ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಅವು ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನಿನ ಪ್ರಕಾರ, ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವು ಶುದ್ಧ ತಾಪಮಾನದ ಚದರ ಮೂಲದ ವಿರುದ್ಧ ಅನುಪಾತಿಕವಾಗಿದೆ. ಶುದ್ಧ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಿತ ಮಾಡಿದರೆ, ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರವು ಸುಮಾರು 1.414 (√2) ದಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ.

ಗ್ಯಾಸ್ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ಮಿತಿಯುಂಟೇ?

ತಾತ್ತ್ವಿಕವಾಗಿ, ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಮೇಲ್ದರ್ಜೆಯ ಮಿತಿಯು ಇಲ್ಲ, ಆದರೆ ವ್ಯವಹಾರಿಕ ಮಿತಿಗಳು ಇವೆ. ತಾಪಮಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚಿದಾಗ, ಗ್ಯಾಸುಗಳು ಐನೋೈಸಾಗಬಹುದು ಅಥವಾ ವಿಭಜಿತವಾಗಬಹುದು, ಇದು ಅವರ ಮೋಲರ್ ಮಾಸ್ ಮತ್ತು ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಗ್ಯಾಸುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ವಸ್ತುಗಳು ವಿಫಲವಾಗಬಹುದು.

ಕೈಗಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಇಂದು ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ?

ಆಧುನಿಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿವೆ:

• ಅರ್ಥಶಾಸ್ತ್ರದ ಉತ್ಪಾದನೆ (ಗ್ಯಾಸ್ ಶುದ್ಧೀಕರಣ)
• ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆ (ಲೀಕ್ ಪರೀಕ್ಷೆ)
• ಪರಮಾಣು ಕೈಗಾರಿಕೆ (ಐಸೋಟೋಪ್ ವಿಭಜನೆ)
• ಪರಿಸರ ವೀಕ್ಷಣೆ (ಗ್ಯಾಸ್ ಮಾದರಿಯ ಸಂಗ್ರಹ)
• ಆಹಾರ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ (ಗ್ಯಾಸ್ ಪರ್ಮಿಯೇಶನ್ ದರಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು)

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

1. ಅಟ್ಕಿನ್‌ಗಳು, ಪಿ. ಡಬ್ಲ್ಯೂ., & ಡಿ ಪೌಲಾ, ಜೆ. (2014). ಅಟ್ಕಿನ್‌ಗಳ ಭೌತಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ (10ನೇ ಆವೃತ್ತಿ). ಆಕ್ಸ್ಫೋರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರಕಟಣೆ.

2. ಲೀವೈನ್, ಐ. ಎನ್. (2009). ಭೌತಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ (6ನೇ ಆವೃತ್ತಿ). ಮ್ಯಾಕ್‌ಗ್ರಾ-ಹಿಲ್ ಶಿಕ್ಷಣ.

3. ಗ್ರಾಹಮ್, ಟಿ. (1846). "ಗ್ಯಾಸುಗಳ ಚಲನೆ ಬಗ್ಗೆ." ರಾಯಲ್ ಸೋಸೈಟಿ ಆಫ್ ಲಂಡನ್‌ನ ತತ್ವಶಾಸ್ತ್ರದ ವ್ಯವಹಾರಗಳು, 136, 573-631.

4. ಲೈಡರ್, ಕೆ. ಜೆ., ಮೆೈಸರ್, ಜೆ. ಎಚ್., & ಸಂತುಶ್, ಬಿ. ಸಿ. (2003). ಭೌತಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ (4ನೇ ಆವೃತ್ತಿ). ಹೋಟ್ಟನ್ ಮಿಫ್ಲಿನ್.

5. ಚಾಂಗ್, ಆರ್. (2010). ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ (10ನೇ ಆವೃತ್ತಿ). ಮ್ಯಾಕ್‌ಗ್ರಾ-ಹಿಲ್ ಶಿಕ್ಷಣ.

6. ಸಿಲ್ಬಿ, ಆರ್. ಜೆ., ಆಲ್ಬರ್ಟಿ, ಆರ್. ಎ., & ಬಾವೆಂಡಿ, ಎಮ್. ಜಿ. (2004). ಭೌತಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ (4ನೇ ಆವೃತ್ತಿ). ವೈಲಿ.

ನಮ್ಮ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಇಂದು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ, ಗ್ರಾಹಮ್‌ನ ಕಾನೂನವನ್ನು ಆಧಾರಿತವಾಗಿ ಗ್ಯಾಸುಗಳ ಸಂಬಂಧಿತ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ದರಗಳನ್ನು ಶೀಘ್ರ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು. ನೀವು ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ, ಸಂಶೋಧಕ ಅಥವಾ ಕೈಗಾರಿಕ ವೃತ್ತಿಪರರಾಗಿದ್ದರೂ, ಈ ಸಾಧನವು ನಿಮ್ಮ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಸ್ ಎಫ್ಯೂಷನ್ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.