একই তাপমাত্রা ও চাপে কোন গ্যাসের 1.0 g গ্রাম সবচেয়ে বেশি আয়তন দখল করে? (1.0 g of which gas occupies the highest volume at the same temperature and pressure?)

১৮১১ খ্রিস্টাব্দে ইতালীয় পদার্থবিজ্ঞানী অ্যাভোগাড্রো গ্যাসের আয়তন ও অণুর সম্পর্কীয় একটি সূত্র প্রস্তাব করেন। অ্যাভোগাড্রোর সূত্রটি হচ্ছে-
“স্থির তাপমাত্রায় ও স্থির চাপে সমআয়তনের মৌলিক ও যৌগিক সকল গ্যাসে সমসংখ্যক অণু থাকে।”
এ সূত্র থেকে পরীক্ষা দ্বারা সহজেই প্রমাণ করা যায় যে, স্থির তাপমাত্রায় ও চাপে সকল গ্যাসেরই মোলার আয়তন সমান এবং প্রমাণ তাপমাত্রায় ও চাপে তার পরিমাণ হচ্ছে 22.4 Litter। অ্যাভোগাড্রোর সূত্র মতে পাওয়া যায়, স্থির তাপমাত্রায় ও চাপে কোন গ্যাসের আয়তন এর মোল সংখ্যার সমানুপাতিক হয়। এই সূত্রানুযায়ী-
Van (যখন গ্যাসের চাপ ও তাপমাত্রা স্থির)
এখানে n = গ্যাসের মোল সংখ্যা এবং V = n মোল যুক্ত ঐ গ্যাসের আয়তন।

অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা
অ্যাভোগাড্রো সূত্র অনুযায়ী একই তাপমাত্রায় ও চাপে সমআয়তনের সকল গ্যাসে সমান সংখ্যক অণু থাকে। আবার একই তাপমাত্রায় ও চাপে সকল গ্যাসেরই মোলার আয়তন সমান। এ দুটি সূত্র ও সিদ্ধান্তকে সংযুক্ত করে বলা যায়-
একই তাপমাত্রায় ও চাপে যেকোনো গ্যাসের 1 মোলে সমান সংখ্যক অণু থাকে। যেহেতু তাপমাত্রা ও চাপের হ্রাস বৃদ্ধিতে অণুর সংখ্যা বাড়ে না বা কমে না, সেহেতু সকল গ্যাসের মোল (mole) পরিমাণে সমান সংখ্যক অণু থাকে। এ সকল গ্যাসকে শীতল করলে তারা প্রথমে তরল এবং পরে কঠিন পদার্থে পরিণত হবে, কিন্তু অণুর সংখ্যা কমবে-বাড়বে না। সুতরাং সকল পদার্থের (কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) এক মোল পরিমাণে নির্দিষ্ট সংখ্যক অণু থাকে, এ সংখ্যাকে অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা বলা হয়। এ সংখ্যাকে 'N' দ্বারা প্রকাশ করা হয়। এটি একটি ধ্রুবক সংখ্যা, তাই N কে অ্যাভোগাড্রো ধ্রুবক-ও বলা হয়।
বিভিন্ন পরীক্ষা দ্বারা এর মান বের করা হয়েছে 6.022 × 1023। অর্থাৎ-
NA 1 = 6.022 × 1023 অণু প্রতি মোল (Atom mol-1)
মনে রাখতে হবে, n দিয়ে সাধারণত কোনো পদার্থের মোল সংখ্যাকে প্রকাশ করা হয়। আবার কোনো নমুনায় উপস্থিত মোট অণুর সংখ্যাকে N দ্বারা প্রকাশ করা হয়। অ্যাভোগাড্রো সংখ্যাকে NA দ্বারা প্রকাশ করা হয় এবং নমুনা পদার্থের পরিমাণ এক মোল হলে তখন N = NA হয়। তাই বিভ্রান্তি দূর করার জন্য এখানে NA এবং N এর মধ্যে সম্পর্ক দেখানো হল, N = NA xn