কোন অবস্থায় বাস্তব গ্যাস বয়েলের সূত্র মেনে চলে?

সাধারণত উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্ন চাপে অধিকাংশ বাস্তব গ্যাস মোটামুটিভাবে আদর্শ গ্যাস সূত্র মেনে চলে। যদিও অনেক বাস্তব গ্যাস আদর্শ আচরণ থেকে সামান্য বিচ্যুতি দেখায়। যে গ্যাসের ঘনীভবন তাপমাত্রা বা আদর্শ তরলের স্ফুটনাংক যতই STP থেকে দূরে থাকে এর বিচ্যুতির মাত্রা ততই বেশি।

বাস্তব গ্যাসসূমহের আদর্শ আচরণ হতে বিচ্যুতির অর্থাৎ PV = nRT পুরোপুরি না মানা, -এর দুটি কারণ আছে। এ কারণগুলো হলো-

১। আদর্শ গ্যাসের আণবিক গতিতত্ত্ব মতে, গ্যাসের অনুগুলোর মোট আয়তন গ্যাসপাত্রের মোট আয়তনের তুলনায় নগণ্য। হিসাব করে জানা গেছে, STP তে ১ মোল গ্যাসের অণুগুলোর মোট আয়তন গ্যাস পাত্রের মোট আয়তনের 0.05% হয়; যা মোটামুটিভাবে গতিতত্ত্বের স্বীকার্য মতে নগণ্য ধরা যায়। কিন্তু 500atm ও 0°C তাপমাত্রায় ঐ গ্যাসের অণুগুলোর আয়তন হয় মোট আয়তনের 20% যা কখনো নগণ্য নয়। এ কারণে উচ্চচাপে বাস্তব গ্যাসের আয়তন আদর্শ গ্যাস সূত্রের গণনা থেকে বেশি হয়।

২। আদর্শ গ্যাসের গতিতত্ত্বের অণুগুলোর মধ্যে কোনো আকর্ষণ বল নেই -এই স্বীকার্যটিও নিম্নচাপের ক্ষেত্রে বাস্তব গ্যাসের জন্য মোটামুটি প্রযোজ্য। কারণ তখন অণুগুলোর আকর্ষণ বল বেশী কার্যকরী থাকেনা। কিন্তু চাপ বাড়লে অণুগুলো খুব কাছে আসে; তখন আকর্ষণ বল অধিক কার্যকর হয়। সাধারণত আণবিক ব্যাসের দশগুণ দূরত্ব থেকে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল কার্যকর হয় এবং দূরত্ব কমার সাথে এ বল বাড়ে। ফলে প্রদত্ত চাপে অণুগুলো কাছে আসতে আয়তন কমে যায়।

সুতরাং গ্যাসের আণবিক আয়তন গণ্য করলে মোট আয়তন V বেড়ে যায়। অপরদিকে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ করলে মোট আয়তন V কমে যায় (অথবা প্রদত্ত V আয়তনে চাপ কমে যায়)। চাপমাত্রা মাঝামাঝি হলে এ দুই বিপরীত ফ্যাক্টর পরস্পরকে সাম্যাবস্থায় রাখে। কিন্তু তাপমাত্রা যেমন 350 atm এর উর্ধে আণবিক আয়তন এর প্রভাব প্রাধান্য পায়। তবে 10 atm থেকে কোনো কোনো গ্যাসে এর সুস্পষ্ট প্রভাব প্রাধান্য পায়।