ആദർശവാതകം
| Thermodynamics |
|---|
 |
ഇലാസ്തികഘട്ടനങ്ങളിലൂടെ മാത്രം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നതും വിവിധദിശകളിലേക്ക് നീങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതുമായ സൂക്ഷ്മകണങ്ങളുടെ (point particles) സൈദ്ധാന്തികവാതകമാണ്‌ ആദർശവാതകം. ചില താപനിലകളിലും മർദ്ദങ്ങളിലും ചില വാതകങ്ങൾ ഇതിനോടടുത്തുവരുന്ന സ്വഭാവം കാണിക്കുമെങ്കിലും പൂർണ്ണമായും ആദർശശ്വഭാവമുള്ള വാതകങ്ങളൊന്നുമില്ല. സരളമായ അവസ്ഥാനിയമമായ ആദർശ വാതക നിയമം അനുസരിക്കുന്നു എന്നതിനാലും സാംഖ്യികബലതന്ത്രത്തിൽ വിശകലനത്തിന്‌ വിധേയമാക്കാം എന്നതിനാലും ഇത് ഉപയോജ്യമായ ഒരു സങ്കല്പമാണ്‌.
സാധാരണ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും മിക്ക വാതകങ്ങളും ആദർശവാതകത്തോടടുത്തു വരുന്ന സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു. താപനില വർദ്ധിക്കുകയും സാന്ദ്രതകുറയുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ സാധാരണ ഗതിയിൽ വാതകങ്ങൾ ആദർശസ്വഭാവത്തോട് കൂടുതൽ അടുക്കുന്നു. ഗതികോർജ്ജവുമായി തുലനം ചെയ്യുമ്പോൾ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ബലങ്ങൾ ചെയ്യുന്ന പ്രവൃത്തി വളരെ ചെറുതാണ്‌, തന്മാത്രകളുടെ വലിപ്പം അവയ്ക്കിടയിലുള്ള ദൂരത്തെക്കാൾ വളരെ ചെറുതാണ്‌ എന്നീ കാരണങ്ങളാലാണിത്. എന്നാൽ താപനില കുറയുകയും മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഇവ അവഗണിക്കാനാവത്തത്ര വലുതാകുന്നു എന്നതിനാൽ ആദർശവാതകസ്വഭാവം കുറയുന്നു. ഒരളവിൽ കൂടുതൽ മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുകയും താപനില കുറയുകയും ചെയ്താൽ യഥാർത്ഥ വാതകങ്ങൾക്ക് ദ്രാവകമായോ ഖരമായോ അവസ്ഥാപരിണാമമുണ്ടാകുന്നു. എന്നാൽ ആദർശവാതകത്തിന്റെ സൈദ്ധാന്തികമാതൃകയിൽ അവസ്ഥാപരിണാമത്തിന്‌ സ്ഥാനമില്ല.
ന്യൂട്ടോണിയൻ ഗതികത്തിലും ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിലും ആദർശവാതകം എന്ന സങ്കല്പം ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ലോഹങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്വഭാവം വിശദീകരിക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഈ മാതൃക സാംഖ്യികബലതന്ത്രത്തിലെ പ്രധാന മാതൃകകളിലൊന്നാണ്‌
തരങ്ങൾ
[തിരുത്തുക]ആദർശവാതകങ്ങൾ പ്രധാനമായി മൂന്നുതരമാണ്‌:
- ഉദാത്തകണങ്ങളുടെ മാക്സ്‌വെൽ-ബോൾട്സ്മാൻ ആദർശവാതകം (ഉദാത്ത ആദർശവാതകം)
- ബോസോണുകളുടെ ബോസ് വാതകം
- ഫെർമിയോണുകളുടെ ഫെർമി വാതകം
മാക്സ്‌വെൽ-ബോൾട്സ്മാൻ വാതകം രണ്ടു തരത്തിലുണ്ട് : ഉദാത്ത താപഗതിക ആദർശവാതകവും ആദർശ ക്വാണ്ടം ബോൾട്സ്മാൻ വാതകവും