பகுதி அழுத்தக் கணக்கீட்டாளர் - வாயு கலவைகளுக்கான இலவச ஆன்லைன் கருவி

டால்டனின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி பகுதி அழுத்தத்தை கணக்கிடுங்கள்

பகுதி அழுத்தக் கணக்கீட்டாளர் என்பது வாயு கலவைகளுடன் வேலை செய்யும் விஞ்ஞானிகள், பொறியாளர்கள் மற்றும் மாணவர்களுக்கு தேவையான இலவச ஆன்லைன் கருவியாகும். பகுதி அழுத்தங்களுக்கான டால்டனின் சட்டத்தை பயன்படுத்தி, இந்த கணக்கீட்டாளர் எந்த கலவையிலும் ஒவ்வொரு வாயு கூறின் தனிப்பட்ட அழுத்த பங்களிப்பை நிர்ணயிக்கிறது. மொத்த அழுத்தம் மற்றும் ஒவ்வொரு கூறின் மொல் பங்கு ஆகியவற்றை உள்ளிடுங்கள், உடனடியாக பகுதி அழுத்த மதிப்புகளை துல்லியமாகக் கணக்கிடுங்கள்.

இந்த வாயு கலவைக் கணக்கீட்டாளர் என்பது வேதியியல், இயற்பியல், மருத்துவம் மற்றும் பொறியியல் பயன்பாடுகளில் முக்கியமானது, அங்கு வாயு நடத்தை புரிந்துகொள்வது கோட்பாட்டு பகுப்பாய்வு மற்றும் நடைமுறை தீர்வுகளை இயக்குகிறது. நீங்கள் வானிலை வாயுக்களைப் பகுப்பாய்வு செய்கிறீர்களா, வேதியியல் செயல்முறைகளை வடிவமைக்கிறீர்களா, அல்லது மூச்சு உடலியல் படிக்கிறீர்களா, துல்லியமான பகுதி அழுத்தக் கணக்கீடுகள் உங்கள் வேலைக்கு அடிப்படையாக இருக்கின்றன.

பகுதி அழுத்தம் என்றால் என்ன?

பகுதி அழுத்தம் என்பது குறிப்பிட்ட வாயு கூறு முழு வாயு கலவையின் முழு அளவைக் கொண்டிருந்தால், அது ஏற்படுத்தும் அழுத்தத்தை குறிக்கிறது. பகுதி அழுத்தங்களுக்கான டால்டனின் சட்டத்திற்கு ஏற்ப, ஒரு வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம் ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட வாயு கூறின் பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமமாகும். இந்த கொள்கை பல்வேறு அமைப்புகளில் வாயு நடத்தைப் புரிந்துகொள்ள அடிப்படையாக உள்ளது.

இந்த கருத்து கணிதமாக இவ்வாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

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

எங்கு:

• $P_{total}$ என்பது வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம்
• $P_1, P_2, P_3, ..., P_n$ என்பது தனிப்பட்ட வாயு கூறுகளின் பகுதி அழுத்தங்கள்

ஒவ்வொரு வாயு கூறிற்கும், பகுதி அழுத்தம் அதன் கலவையில் உள்ள மொல் பங்கிற்கு நேரடியாக தொடர்புடையது:

$P_i = X_i \times P_{total}$

எங்கு:

• $P_i$ என்பது வாயு கூறு i இன் பகுதி அழுத்தம்
• $X_i$ என்பது வாயு கூறு i இன் மொல் பங்கு
• $P_{total}$ என்பது வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம்

மொல் பங்கு ($X_i$) என்பது குறிப்பிட்ட வாயு கூறின் மொல்களின் எண்ணிக்கையை கலவையில் உள்ள அனைத்து வாயுக்களின் மொத்த மொல்களின் எண்ணிக்கைக்கு ஒப்பிடும் விகிதமாகும்:

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

எங்கு:

• $n_i$ என்பது வாயு கூறு i இன் மொல்களின் எண்ணிக்கை
• $n_{total}$ என்பது கலவையில் உள்ள அனைத்து வாயுக்களின் மொத்த மொல்களின் எண்ணிக்கை

ஒரு வாயு கலவையில் உள்ள அனைத்து மொல் பங்குகளின் கூட்டுத்தொகை 1 ஆக இருக்க வேண்டும்:

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

சூத்திரம் மற்றும் கணக்கீடு

அடிப்படை பகுதி அழுத்த சூத்திரம்

ஒரு கலவையில் உள்ள வாயு கூறின் பகுதி அழுத்தத்தை கணக்கிடுவதற்கான அடிப்படை சூத்திரம்:

$P_i = X_i \times P_{total}$

இந்த எளிய உறவு, கலவையில் அதன் விகிதத்தை மற்றும் மொத்த அமைப்பு அழுத்தத்தை நாங்கள் அறிவதற்கான அடிப்படையில் ஒவ்வொரு வாயுவின் அழுத்த பங்களிப்பை நிர்ணயிக்க உதவுகிறது.

எடுத்துக்காட்டு கணக்கீடு

மொத்த அழுத்தம் 2 அட்மோஸ்பியர்ஸ் (atm) உள்ள ஆக்சிஜன் (O₂), நைட்ரஜன் (N₂), மற்றும் கார்பன் டைஆக்சைடு (CO₂) கொண்ட ஒரு வாயு கலவையைப் பரிசீலிக்கலாம்:

• ஆக்சிஜன் (O₂): மொல் பங்கு = 0.21
• நைட்ரஜன் (N₂): மொல் பங்கு = 0.78
• கார்பன் டைஆக்சைடு (CO₂): மொல் பங்கு = 0.01

ஒவ்வொரு வாயுவின் பகுதி அழுத்தத்தை கணக்கிட:

1. ஆக்சிஜன்: $P_{O₂} = 0.21 \times 2 \text{ atm} = 0.42 \text{ atm}$
2. நைட்ரஜன்: $P_{N₂} = 0.78 \times 2 \text{ atm} = 1.56 \text{ atm}$
3. கார்பன் டைஆக்சைடு: $P_{CO₂} = 0.01 \times 2 \text{ atm} = 0.02 \text{ atm}$

எங்கள் கணக்கீட்டை சரிபார்க்க, அனைத்து பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகை மொத்த அழுத்தத்துடன் சமமாக இருக்கிறதா என்பதைச் சரிபார்க்கலாம்: $P_{total} = 0.42 + 1.56 + 0.02 = 2.00 \text{ atm}$

அழுத்த அலகு மாற்றங்கள்

எங்கள் கணக்கீட்டாளர் பல அழுத்த அலகுகளை ஆதரிக்கிறது. பயன்படுத்தப்படும் மாற்றக் காரிகைகள் இங்கே உள்ளன:

• 1 அட்மோஸ்பியர் (atm) = 101.325 கிலோபாஸ்கல்ஸ் (kPa)
• 1 அட்மோஸ்பியர் (atm) = 760 மில்லிமீட்டர்கள் ஆஃப் மெர்க்யூரி (mmHg)

அலகுகள் மாறும் போது, உங்கள் விருப்ப அலகு அமைப்பிற்கேற்ப துல்லியமான முடிவுகளை உறுதி செய்ய கணக்கீட்டாளர் இந்த உறவுகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

இந்த பகுதி அழுத்தக் கணக்கீட்டாளரைப் பயன்படுத்துவது எப்படி - படி-by-படி வழிகாட்டி

எங்கள் பகுதி அழுத்தக் கணக்கீட்டாளர் துல்லியமான முடிவுகளுடன் உள்ளடக்கமாகப் பயன்படுத்துவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. எந்த வாயு கலவைக்கான பகுதி அழுத்தத்தை கணக்கிட இந்த படி-by-படி வழிகாட்டியைப் பின்பற்றவும்:

1. உங்கள் வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தத்தை உங்கள் விருப்ப அலகுகளில் (atm, kPa, அல்லது mmHg) உள்ளிடவும்.

2. அழுத்த அலகை கீழே உள்ள பட்டியலில் இருந்து தேர்ந்தெடுக்கவும் (இயல்பாக அட்மோஸ்பியர்கள்).

3. வாயு கூறுகளைச் சேர்க்கவும்:

   • ஒவ்வொரு வாயு கூறின் பெயரை உள்ளிடவும் (எ.கா., "ஆக்சிஜன்", "நைட்ரஜன்")
   • ஒவ்வொரு கூறின் மொல் பங்கினை (0 மற்றும் 1 இடையே உள்ள மதிப்பு) உள்ளிடவும்

4. தேவையானால் கூடுதல் கூறுகளைச் சேர்க்கவும் "Add Component" பொத்தானை அழுத்தி.

5. "Calculate" என்பதைக் கிளிக் செய்து பகுதி அழுத்தங்களை கணக்கிடவும்.

6. முடிவுகளைப் பார்வையிடவும் முடிவுகள் பகுதியில், இது காட்டுகிறது:

   • ஒவ்வொரு கூறின் பெயர், மொல் பங்கு மற்றும் கணக்கிடப்பட்ட பகுதி அழுத்தத்தைப் காட்டும் அட்டவணை
   • பகுதி அழுத்தங்களின் விநியோகத்தை விளக்கமாகக் காட்டும் காட்சி வரைபடம்

7. முடிவுகளை உங்கள் கிளிப்போர்டுக்கு "Copy Results" பொத்தானை அழுத்தி நகலெடுக்கவும், அறிக்கைகள் அல்லது மேலதிக பகுப்பாய்விற்காகப் பயன்படுத்தவும்.

உள்ளீட்டு சரிபார்ப்பு

கணக்கீட்டாளர் துல்லியமான முடிவுகளை உறுதி செய்ய பல சரிபார்ப்பு சோதனைகளைச் செய்கிறது:

• மொத்த அழுத்தம் பூஜ்யத்திற்கும் மேலாக இருக்க வேண்டும்
• அனைத்து மொல் பங்குகள் 0 மற்றும் 1 இடையே இருக்க வேண்டும்
• அனைத்து மொல் பங்குகளின் கூட்டுத்தொகை 1 ஆக இருக்க வேண்டும் (சுற்று பிழைகளுக்கான சிறிய பொறுமை உள்ளதாக)
• ஒவ்வொரு வாயு கூறுக்கும் ஒரு பெயர் இருக்க வேண்டும்

எந்த சரிபார்ப்பு பிழைகள் ஏற்பட்டால், கணக்கீட்டாளர் உள்ளீட்டைச் சரிசெய்ய உதவுவதற்காக ஒரு குறிப்பிட்ட பிழை செய்தியை காட்டும்.

பகுதி அழுத்தக் கணக்கீட்டாளர் பயன்பாடுகள் மற்றும் பயன்பாட்டு வழிகள்

பகுதி அழுத்தக் கணக்கீடுகள் பல்வேறு அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் துறைகளில் அடிப்படையாக உள்ளன. எங்கள் கணக்கீட்டாளர் மதிப்புமிக்கதாக இருக்கும் முக்கிய பயன்பாடுகளைப் பற்றிய இந்த விரிவான வழிகாட்டி:

வேதியியல் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல்

1. வாயு-படலம் எதிர்வினைகள்: பகுதி அழுத்தங்களைப் புரிந்துகொள்வது வாயு-படலம் வேதியியல் எதிர்வினைகளில் எதிர்வினை வேகங்கள் மற்றும் சமநிலையைப் பகுப்பாய்வு செய்வதற்காக முக்கியமாகும். பல எதிர்வினைகளின் வேகம் நேரடியாகவே எதிர்வினை பொருட்களின் பகுதி அழுத்தங்களுக்கு சார்ந்துள்ளது.

2. வாயு-தரை சமநிலை: பகுதி அழுத்தங்கள் வாயுக்கள் liquids இல் எவ்வாறு கரைகின்றன மற்றும் liquids எவ்வாறு வाष்பமாகின்றன என்பதை தீர்மானிக்க உதவுகிறது, இது பிளவுபடுத்தும் நெடுஞ்சாலைகள் மற்றும் பிற பிரிப்பு செயல்முறைகளை வடிவமைக்குவதற்காக முக்கியமாகும்.

3. வாயு கிரோமடோகிராபி: இந்த பகுப்பாய்வு தொழில்நுட்பம் சிக்கலான கலவைகளில் சேர்மங்களைப் பிரிக்க மற்றும் அடையாளம் காண பகுதி அழுத்தக் கொள்கைகளை நம்புகிறது.

மருத்துவ மற்றும் உடலியல் பயன்பாடுகள்

1. மூச்சு உடலியல்: நுரையீரல்களில் ஆக்சிஜன் மற்றும் கார்பன் டைஆக்சைடு பரிமாற்றம் பகுதி அழுத்தம் மாறுபாடுகளால் ஆளப்படுகிறது. மருத்துவ நிபுணர்கள் மூச்சு தொடர்பான நிலைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்காக மற்றும் சிகிச்சை அளிக்க பகுதி அழுத்தக் கணக்கீடுகளைப் பயன்படுத்துகிறார்கள்.

2. அனேஸ்தீசியா: அனேஸ்தீசியர்கள், நோயாளியின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதற்காக சரியான தூக்கம் நிலைகளை பராமரிக்க அனேஸ்தீசிய வாயுக்களின் பகுதி அழுத்தங்களை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும்.

3. ஹைப்பர்பாரிக் மருத்துவம்: ஹைப்பர்பாரிக் அறைகளில் சிகிச்சைகள், பிளவுபடுத்தல் நோய் மற்றும் கார்பன் மொனோஆக்சைடு மாசுபாட்டைப் போன்ற நிலைகளை சிகிச்சை அளிக்க ஆக்சிஜன் பகுதி அழுத்தத்தை சரியாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும்.

சுற்றுச்சூழல் அறிவியல்

1. வானியல் வேதியியல்: காடை வாயுக்கள் மற்றும் மாசுபடிகள் பற்றிய பகுதி அழுத்தங்களைப் புரிந்துகொள்வது, விஞ்ஞானிகள் காலநிலை மாற்றம் மற்றும் காற்றின் தரத்தை மாதிரியாக்க உதவுகிறது.

2. நீர் தரம்: நீர் உடல்களில் கரைந்துள்ள ஆக்சிஜன் உள்ளடக்கம், நீரின் வாயு அழுத்தத்துடன் தொடர்புடையது, இது நீரின் உயிரினங்களுக்கு முக்கியமாகும்.

3. மண் வாயு பகுப்பாய்வு: சுற்றுச்சூழல் பொறியாளர்கள் மண்ணில் உள்ள வாயுக்களின் பகுதி அழுத்தங்களை அளவிடுவதன் மூலம் மாசுபாட்டைக் கண்டறிந்து, மீட்பு முயற்சிகளை கண்காணிக்கிறார்கள்.

தொழில்துறை பயன்பாடுகள்

1. வாயு பிரிப்பு செயல்முறைகள்: தொழில்கள் வாயு கலவைகளைப் பிரிக்க அழுத்தம் சுழற்சி உறுதிப்படுத்தல் போன்ற செயல்முறைகளில் பகுதி அழுத்தக் கொள்கைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

2. எரிப்பு கட்டுப்பாடு: எரிப்பு அமைப்புகளில் எரிபொருள்-காற்றின் கலவைகளை மேம்படுத்துவதற்கு ஆக்சிஜன் மற்றும் எரிபொருள் வாயுக்களின் பகுதி அழுத்தங்களைப் புரிந்துகொள்வது தேவை.

3. உணவு பேக்கேஜிங்: மாற்றப்பட்ட சூழல் பேக்கேஜிங், உணவின் காலாவதியை நீட்டிக்க நைட்ரஜன், ஆக்சிஜன் மற்றும் கார்பன் டைஆக்சைடு போன்ற வாயுக்களின் குறிப்பிட்ட பகுதி அழுத்தங்களைப் பயன்படுத்துகிறது.

கல்வி மற்றும் ஆராய்ச்சி

1. வாயு சட்டம் படிப்புகள்: பகுதி அழுத்தக் கணக்கீடுகள் வாயு நடத்தைப் படிக்க மற்றும் ஆராய்வதற்கான அடிப்படையாக உள்ளன.

2. பொருள் அறிவியல்: வாயு சென்சார்கள், மெம்பிரேன்கள் மற்றும் ஊடுருவிய பொருட்களின் மேம்பாட்டில் பகுதி அழுத்தம் கருத்துக்கள் அடிக்கடி உள்ளன.

3. பிளனிடரி அறிவியல்: பிளனிடரி வானிலை அமைப்பின் அமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது பகுதி அழுத்தப் பகுப்பாய்வை நம்புகிறது.

பகுதி அழுத்தக் கணக்கீடுகளுக்கு மாற்றுகள்

டால்டனின் சட்டம் சரியான வாயு கலவைகளுக்கான எளிய அணுகுமுறையை வழங்கினாலும், குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளுக்கான மாற்று முறைகள் உள்ளன:

1. புகழ்ச்சி: உயர் அழுத்தங்களில் இல்லாத வாயு கலவைகளுக்காக, புகழ்ச்சி (ஒரு "செயல்திறன் அழுத்தம்") பகுதி அழுத்தத்தின் பதிலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. புகழ்ச்சி செயல்திறனை செயல்திறன் கூட்டாளிகளின் மூலம் இல்லாத நடத்தைப் பொருத்தமாக்குகிறது.

2. ஹென்றி சட்டம்: திரவங்களில் கரைந்துள்ள வாயுக்களுக்கு, ஒரு திரவத்தின் மேல் உள்ள வாயுவின் பகுதி அழுத்தம் அதன் திரவ கட்டத்தில் உள்ள அளவுக்கு தொடர்புடையது.

3. ராவுட் சட்டம்: இந்த சட்டம், வாயு கலவைகளில் உள்ள கூறுகளின் வாயு அழுத்தம் மற்றும் அவர்களின் மொல் பங்குகளுக்கிடையிலான உறவைக் குறிப்பிடுகிறது.

4. அமைப்பின் நிலை மாதிரிகள்: வான் டெர்வால் சமன்பாடு, பெங்-ரோபின்சன், அல்லது சோவே-ரெட்லிக்-க்வாங் சமன்பாடுகள் போன்ற முன்னணி மாதிரிகள், உயர் அழுத்தங்கள் அல்லது குறைந்த வெப்பநிலைகளில் உண்மையான வாயுக்களுக்கு மேலும் துல்லியமான முடிவுகளை வழங்கலாம்.

பகுதி அழுத்தக் கருத்தின் வரலாறு

பகுதி அழுத்தத்தின் கருத்து 19 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் ஒரு செழுமையான அறிவியல் வரலாற்றைக் கொண்டுள்ளது:

ஜான் டால்டனின் பங்களிப்பு

ஜான் டால்டன் (1766-1844), ஒரு ஆங்கில வேதியியலாளர், இயற்பியலாளர் மற்றும் வானியல் நிபுணர், 1801 இல் பகுதி அழுத்தங்களுக்கான சட்டத்தை முதலில் உருவாக்கினார். வாயுக்களைப் பற்றிய டால்டனின் வேலை, அவரது பரந்த அணு கோட்பாட்டின் ஒரு பகுதியாக இருந்தது, இது தனது காலத்திற்கான மிக முக்கியமான அறிவியல் முன்னேற்றங்களில் ஒன்றாகும். அவர் வானிலையிலுள்ள கலந்த வாயுக்களைப் பற்றிய ஆய்வுகளால் துவங்கினார், ஒவ்வொரு வாயு கலவையிலும் உள்ள வாயுக்களின் அழுத்தம் மற்ற வாயுக்களின் இருப்புக்கு சுதந்திரமாக இருக்கிறது என்று முன்மொழிந்தார்.

டால்டன் தனது 1808 இல் வெளியான "A New System of Chemical Philosophy" என்ற புத்தகத்தில் தனது கண்டுபிடிப்புகளை வெளியிட்டார், அங்கு அவர் தற்போது டால்டனின் சட்டம் என்று அழைக்கப்படும் கருத்தை விளக்கினார். வாயு கலவைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கான அளவீட்டு கட்டமைப்பை வழங்குவதால், அவரது வேலை புரிந்துகொள்ளும் வாயுக்களின் இயல்புகள் இன்னும் மோசமாக இருந்த காலத்தில் புரிந்துகொள்ளும் வாயுக்களின் இயல்புகளைப் புரிந்துகொள்ள உதவியது.

வாயு சட்டங்களின் வளர்ச்சி

டால்டனின் சட்டம் ஒரே நேரத்தில் உருவாக்கப்பட்ட மற்ற வாயு சட்டங்களைப் பூர்த்தி செய்தது:

• பாய்லின் சட்டம் (1662): வாயு அழுத்தம் மற்றும் அளவின் இடையே எதிர்மறை உறவைக் கூறியது
• சார்ல்ஸின் சட்டம் (1787): வாயு அளவின் மற்றும் வெப்பநிலையின் இடையே நேர்மறை உறவைக் நிறுவியது
• அவோகadro's சட்டம் (1811):