राज्य प्रकारों और उनकी विशेषताओं में परिवर्तन (उदाहरण के साथ)

राज्य का परिवर्तन वे एक थर्मोडायनामिक घटना है जहां पदार्थ प्रतिवर्ती भौतिक परिवर्तनों से गुजरता है। इसे थर्मोडायनामिक कहा जाता है क्योंकि गर्मी हस्तांतरण पदार्थ और परिवेश के बीच होता है; या जो समान है, पदार्थ और ऊर्जा के बीच परस्पर क्रिया होती है जो कणों के पुनर्व्यवस्था को प्रेरित करती है.

राज्य के परिवर्तन का अनुभव करने वाले कण पहले और बाद में समान रहते हैं। दबाव और तापमान महत्वपूर्ण चर हैं कि उन्हें एक चरण या दूसरे में कैसे समायोजित किया जाता है। जब राज्य का परिवर्तन होता है, तो दो-चरण प्रणाली का निर्माण होता है, जिसमें दो अलग-अलग भौतिक अवस्थाओं में एक ही सामग्री होती है.

शीर्ष छवि सामान्य स्थितियों के तहत सामग्री द्वारा अनुभव किए गए राज्य के मुख्य परिवर्तनों को दिखाती है.

एक नीले पदार्थ का एक ठोस घन तरल और गैसीय हो सकता है जो उसके परिवेश के तापमान और दबाव के आधार पर होता है। अपने आप में यह केवल एक चरण का प्रतिनिधित्व करता है: ठोस। लेकिन, पिघलने के क्षण में, यानी पिघलने पर, संलयन नामक एक ठोस तरल संतुलन स्थापित होता है (क्यूब और नीले रंग के बीच लाल तीर).

संलयन होने के लिए, क्यूब को अपने तापमान को बढ़ाने के लिए अपने परिवेश से गर्मी को अवशोषित करने की आवश्यकता होती है; इसलिए, यह एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है। एक बार जब घन पूरी तरह से पिघल जाता है, तो एक बार फिर केवल एक चरण होता है: तरल अवस्था.

यह नीलापन छोड़ना गर्मी को अवशोषित करना जारी रख सकता है, जिससे इसका तापमान बढ़ जाता है और गैसीय बुलबुले का निर्माण होता है। फिर से, दो चरण हैं: एक तरल और दूसरा गैस। जब सभी तरल अपने क्वथनांक के माध्यम से वाष्पित हो जाते हैं, तो यह कहा जाता है कि यह उबला हुआ या वाष्पीकृत है.

अब, धुंधली बूंदें बादलों में तब्दील हो गईं। अब तक, सभी प्रक्रियाएं एंडोथर्मिक हैं। नीले रंग की गैस गर्मी तक अवशोषित करना जारी रख सकती है; हालाँकि, स्थलीय स्थिति को देखते हुए, यह विपरीत हो जाता है और फिर से तरल (संघनन) में ठंडा हो जाता है.

दूसरी ओर, बादलों को सीधे ठोस चरण पर भी जमा किया जा सकता है, जिससे फिर से ठोस घन (जमाव) बनता है। ये अंतिम दो प्रक्रिया एक्सोथर्मिक (नीले तीर) हैं; यही है, वे पर्यावरण या परिवेश के लिए गर्मी जारी करते हैं.

संक्षेपण और बयान के अलावा, एक राज्य परिवर्तन तब होता है जब नीले रंग का तापमान कम तापमान (जमने) पर जम जाता है.

सूची

• 1 प्रकार की स्थिति में परिवर्तन और उनकी विशेषताएं
  • १.१ संलयन
  • 1.2 वाष्पीकरण
  • १.३ संक्षेपण
  • 1.4 जमना
  • 1.5 उच्च बनाने की क्रिया
  • 1.6 निक्षेपण
• 2 अन्य स्थिति में परिवर्तन
• 3 संदर्भ

स्थिति के प्रकार और उनकी विशेषताएं

छवि पदार्थ के तीन (सबसे आम) राज्यों के लिए विशिष्ट परिवर्तन दिखाती है: ठोस, तरल और गैसीय। लाल तीर के साथ परिवर्तन एंडोथर्मिक हैं, इनमें गर्मी का अवशोषण शामिल है; जबकि नीले तीर के साथ वे एक्ज़ोथिर्मिक होते हैं, वे गर्मी छोड़ते हैं.

नीचे इन परिवर्तनों में से प्रत्येक का एक संक्षिप्त विवरण दिया गया है, इसकी कुछ विशेषताओं को एक आणविक और थर्मोडायनामिक तर्क से उजागर किया गया है.

विलयन

ठोस अवस्था में कण (आयन, अणु, क्लस्टर इत्यादि) "कैदी" होते हैं, जो स्वतंत्र रूप से चलने में सक्षम होने के बिना अंतरिक्ष के निश्चित स्थानों में स्थित होते हैं। हालांकि, वे अलग-अलग आवृत्तियों पर कंपन करने में सक्षम हैं, और यदि वे बहुत मजबूत हैं, तो इंटरमॉलिक्युलर बलों द्वारा लगाए गए कठोर आदेश "उखड़ने" लगेंगे।.

नतीजतन, दो चरण प्राप्त होते हैं: एक जहां कण सीमित (ठोस) रहते हैं, और दूसरे जहां वे अधिक मुक्त (तरल) होते हैं, उन दूरी को बढ़ाने के लिए पर्याप्त होते हैं जो उन्हें एक दूसरे से अलग करते हैं। इसे प्राप्त करने के लिए, ठोस को गर्मी को अवशोषित करना चाहिए, और इस प्रकार इसके कण अधिक बल के साथ कंपन करेंगे.

इस कारण से संलयन एंडोथर्मिक है, और जब यह शुरू होता है तो यह कहा जाता है कि ठोस-तरल चरणों के बीच संतुलन होना चाहिए.

इस परिवर्तन को जन्म देने के लिए आवश्यक ऊष्मा को उष्मा या पिघलती हुई संलयन की संलयन कहा जाता है (riseH)_FUS)। यह ऊष्मा की मात्रा को व्यक्त करता है (ऊर्जा, मुख्य रूप से केजे की इकाइयों में) जो पिघलने के लिए ठोस अवस्था में किसी एक पदार्थ को अवशोषित करना चाहिए, न कि केवल इसके तापमान को बढ़ाने के लिए।.

स्नोबॉल

इसे ध्यान में रखते हुए, आप समझते हैं कि आपके हाथ (शीर्ष छवि) में एक स्नोबॉल क्यों पिघलता है। यह शरीर की गर्मी को अवशोषित करता है, जो 0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर बर्फ के तापमान को बढ़ाने के लिए पर्याप्त है.

बर्फ में मौजूद बर्फ के क्रिस्टल पिघलने के लिए और अपने पानी के अणुओं के लिए अधिक अव्यवस्थित संरचना को अपनाने के लिए गर्मी को अवशोषित करते हैं। जबकि बर्फ पिघल जाती है, तो बनने वाला पानी अपना तापमान नहीं बढ़ाएगा, क्योंकि बर्फ के द्वारा हाथ के सभी तापों का उपयोग अपने संलयन को पूरा करने के लिए किया जाता है.

वाष्पीकरण

पानी के उदाहरण के साथ जारी, अब एक बर्तन में एक मुट्ठी बर्फ रखकर और आग जलाकर, यह देखा जाता है कि बर्फ जल्दी पिघल जाती है। जैसे ही पानी गर्म होता है, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य संभावित गैसीय अशुद्धियों के छोटे बुलबुले अंदर बनने लगते हैं।.

गर्मी आणविक रूप से पानी के विकार को कम करती है, इसकी मात्रा का विस्तार करती है और वाष्प के दबाव को बढ़ाती है; इसलिए, कई अणु हैं जो बढ़ते वाष्पीकरण की सतह के उत्पाद से बचते हैं.

इसकी उच्च विशिष्ट गर्मी (4.184J / ° C। G) के कारण तरल पानी धीरे-धीरे अपना तापमान बढ़ाता है। एक ऐसा बिंदु आता है जहां अवशोषित गर्मी अब इसका उपयोग अपने तापमान को बढ़ाने के लिए नहीं करती है, बल्कि तरल-वाष्प संतुलन को शुरू करने के लिए करती है; यही है, यह उबालना शुरू कर देता है और सभी तरल गर्मी को अवशोषित करते हुए और तापमान को स्थिर रखते हुए गैसीय अवस्था में चले जाएंगे.

यह वह जगह है जहाँ उबला हुआ पानी की सतह पर तीव्र बुदबुदाहट (शीर्ष छवि) देखी जाती है। तरल पानी द्वारा अवशोषित ऊष्मा, जिससे कि उसके आवेशित बुलबुले का वाष्प दबाव बाहरी दबाव के बराबर होता है, वाष्पीकरण कहलाता है थैलेपी (theH)_VAP).

दबाव की भूमिका

दबाव भी राज्य के परिवर्तनों में निर्धारक होता है। वाष्पीकरण पर इसका क्या प्रभाव है? उच्च दबाव में, पानी को उबालने के लिए उतनी ही अधिक गर्मी चाहिए, और इसलिए, यह 100 ° C से ऊपर वाष्पीकृत हो जाता है.

ऐसा इसलिए है क्योंकि दबाव में वृद्धि तरल से गैस चरण में पानी के अणुओं के पलायन में बाधा उत्पन्न करती है.

प्रेशर कुकर इस तथ्य को अपने क्वथनांक से ऊपर तापमान में भोजन को पानी में गर्म करने के लिए उपयोग करते हैं.

दूसरी ओर, जैसा कि एक वैक्यूम या दबाव में कमी है, तरल पानी को उबालने और गैस चरण में स्थानांतरित करने के लिए कम तापमान की आवश्यकता होती है। बहुत या थोड़े दबाव के साथ, पानी को उबालने के समय वाष्पीकरण की अपनी संबंधित गर्मी को अवशोषित करने की आवश्यकता होती है ताकि इसकी स्थिति बदल जाए.

कंडेनसेशन

पानी वाष्पीकृत हो गया है। आगे क्या है? जल वाष्प अभी भी अपने तापमान को बढ़ा सकता है, गंभीर जलने के लिए खतरनाक खतरनाक वर्तमान बन सकता है.

हालाँकि, मान लें कि यह ठंडा होता है। कैसे? पर्यावरण को गर्मी जारी करना, और गर्मी जारी करना यह कहा जाता है कि एक एक्सोथर्मिक प्रक्रिया हो रही है.

गर्मी जारी करते समय, अत्यधिक ऊर्जावान गैसीय पानी के अणु धीमे होने लगते हैं। साथ ही, भाप के तापमान में गिरावट के कारण उनकी बातचीत अधिक प्रभावी होने लगती है। पानी की पहली बूंदें वाष्प से संघनित होंगी, इसके बाद बड़ी बूंदें होंगी जो अंत में गुरुत्वाकर्षण द्वारा आकर्षित हो जाएंगी.

वाष्प की एक निश्चित मात्रा को पूरी तरह से घनीभूत करने के लिए, आपको उसी ऊर्जा को छोड़ने की जरूरत है, लेकिन विपरीत संकेत के साथ, ΔH तक_VAP; वह है, संघनन का इसका थाल halH_cond. इस प्रकार, उलटा संतुलन, वाष्प-तरल स्थिर है.

गीली खिड़कियां

संक्षेपण घरों की खिड़कियों में देखा जा सकता है। एक ठंडी जलवायु में, घर के अंदर जल वाष्प खिड़की से टकराता है, जिसके कारण इसकी सामग्री में अन्य सतहों की तुलना में कम तापमान होता है.

वहां, वाष्प के अणुओं को एक साथ समूहित करना आसान होता है, जिससे हाथ से आसानी से हटाने योग्य एक पतली सफेद परत बन जाती है। जैसे ही ये अणु गर्मी छोड़ते हैं (कांच और हवा को गर्म करते हैं), वे तब तक कई गुच्छों को बनाना शुरू कर देते हैं जब तक वे पहली बूंदों (शीर्ष पिंड) को गाढ़ा नहीं कर सकते।.

जब बूंदें अपने आकार को बहुत बढ़ाती हैं, तो वे खिड़की से स्लाइड करते हैं और पानी का एक जगा छोड़ देते हैं.

solidification

तरल पानी से, आप किस अन्य शारीरिक परिवर्तन से पीड़ित हो सकते हैं? शीतलन के कारण जमना; दूसरे शब्दों में, यह जमा देता है। जमने के लिए, पानी को उतनी ही मात्रा में छोड़ना चाहिए जितना बर्फ पिघलती है। फिर, इस गर्मी को ठोसकरण या ठंड, ΔH की तापीय धारिता कहा जाता है_{कांग्रेस} (-ΔH_FUS).

जब ठंडा किया जाता है, तो पानी के अणु ऊर्जा खो देते हैं और उनकी अंतर-आणविक बातचीत मजबूत और दिशात्मक हो जाती है। नतीजतन, वे अपने हाइड्रोजन बांड द्वारा आदेशित होते हैं और तथाकथित बर्फ क्रिस्टल बनाते हैं। जिस तंत्र द्वारा बर्फ के क्रिस्टल बढ़ते हैं, उनके स्वरूप पर प्रभाव पड़ता है: पारदर्शी या सफेद.

यदि बर्फ के क्रिस्टल बहुत धीरे-धीरे बढ़ते हैं, तो वे अशुद्धियों को कम नहीं करते हैं, जैसे कि गैसें जो कम तापमान पर पानी में घुल जाती हैं। इस प्रकार, बुलबुले बच रहे हैं और प्रकाश के साथ बातचीत नहीं कर सकते हैं; और फलस्वरूप, एक बर्फ है जो एक असाधारण बर्फ की मूर्ति के रूप में पारदर्शी है (शीर्ष छवि).

यही बात बर्फ के साथ भी होती है, यह किसी भी अन्य पदार्थ के साथ हो सकता है जो ठंडा होकर जम जाता है। शायद यह स्थलीय स्थितियों में सबसे जटिल शारीरिक परिवर्तन है, क्योंकि कई पॉलीमॉर्फ प्राप्त किए जा सकते हैं.

उच्च बनाने की क्रिया

क्या पानी को जलमग्न कर सकते हैं? नहीं, कम से कम सामान्य परिस्थितियों में नहीं (टी = 25 डिग्री सेल्सियस, पी = 1 एटीएम)। उच्च बनाने की क्रिया के लिए, अर्थात्, ठोस से गैस में स्थिति का परिवर्तन, ठोस का वाष्प दबाव अधिक होना चाहिए.

यह भी आवश्यक है कि उनकी अंतर-आणविक बल बहुत मजबूत नहीं हैं, अधिमानतः यदि वे केवल फैलाव वाले बलों से मिलकर बने

सबसे द्योतक उदाहरण ठोस आयोडीन है। यह भूरे-बैंगनी टन के एक क्रिस्टलीय ठोस है, जिसमें एक उच्च वाष्प दबाव होता है। यह इतना है, कि इसके अधिनियम में एक बैंगनी वाष्प जारी किया जाता है, जिसकी मात्रा और विस्तार हीटिंग के अधीन होने पर ध्यान देने योग्य हो जाते हैं.

ऊपरी छवि एक विशिष्ट प्रयोग दिखाती है जहां एक ग्लास कंटेनर में ठोस आयोडीन वाष्पित होता है। यह दिलचस्प है और यह देखने के लिए हड़ताली है कि बैंगनी वाष्प को कैसे विसरित किया जाता है, और आरंभिक छात्र तरल आयोडीन की अनुपस्थिति को सत्यापित कर सकता है।.

यह उच्च बनाने की क्रिया की मुख्य विशेषता है: एक तरल चरण की कोई उपस्थिति नहीं है। यह एंडोथर्मिक भी है, क्योंकि ठोस अपने बाहरी दबाव से मेल खाने के लिए वाष्प के दबाव को बढ़ाने के लिए गर्मी को अवशोषित करता है.

निक्षेप

आयोडीन के उच्चीकरण के प्रयोग के समानांतर, हमारे पास इसका बयान है। जमाव विपरीत परिवर्तन या संक्रमण है: पदार्थ एक तरल चरण के गठन के बिना गैसीय अवस्था से ठोस तक गुजरता है.

जब बैंगनी आयोडीन वाष्प एक ठंडी सतह के संपर्क में आते हैं, तो वे इसे गर्म करने के लिए गर्मी छोड़ते हैं, ऊर्जा खो देते हैं और अपने अणुओं को ग्रे-बैंगनी ठोस (शीर्ष छवि) में वापस इकट्ठा करते हैं। यह तब एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है.

डिप्रेशन व्यापक रूप से सामग्रियों के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है जहां उन्हें परिष्कृत तकनीकों द्वारा धातु के परमाणुओं के साथ डोप किया जाता है। यदि सतह बहुत ठंडी है, तो इसके और वाष्प के कणों के बीच गर्मी का आदान-प्रदान अचानक बंद हो जाता है, जो संबंधित तरल चरण से होकर गुजरता है.

बयान की गर्मी या तापीय धारिता (और नहीं निक्षेप) उदात्तीकरण का व्युत्क्रम है (ofH)_उप= - Δ एच_{रवानगी})। सिद्धांत रूप में, कई पदार्थों को उदासीन किया जा सकता है, लेकिन इसे प्राप्त करने के लिए दबाव और तापमान में हेरफेर करना आवश्यक है, इसके अलावा आपके पास हाथ में अपना आरेख P बनाम T होना चाहिए; जिसमें इसके दूर के संभावित चरणों की कल्पना की जा सकती है.

अन्य स्थिति बदल जाती है

हालाँकि इनका कोई उल्लेख नहीं है, फिर भी अन्य राज्य हैं। कभी-कभी उन्हें "हर एक का एक छोटा" होने की विशेषता होती है, और इसलिए उनका संयोजन होता है। उन्हें उत्पन्न करने के लिए, दबाव और तापमान को बहुत सकारात्मक (बड़े) या नकारात्मक (छोटे) परिमाण में हेरफेर किया जाना चाहिए.

इस प्रकार, उदाहरण के लिए, यदि गैसों को अत्यधिक गर्म किया जाता है, तो वे अपने इलेक्ट्रॉनों को खो देंगे और उनके सकारात्मक चार्ज वाले नाभिक उस नकारात्मक ज्वार में बनेंगे जो प्लाज्मा के रूप में जाना जाता है। यह "इलेक्ट्रिक गैस" का पर्याय है, क्योंकि इसमें एक उच्च विद्युत चालकता है.

दूसरी ओर, तापमान को बहुत कम करके, पदार्थ असमान व्यवहार कर सकते हैं; अर्थात्, वे निरपेक्ष शून्य (0 K) के आसपास अद्वितीय गुण प्रदर्शित करते हैं.

इन गुणों में से एक सुपरफ्लूडिटी और सुपरकंडक्टिविटी है; साथ ही बोस-आइंस्टीन का गठन घनीभूत होता है, जहां सभी परमाणु एक के रूप में व्यवहार करते हैं.

यहां तक ​​कि कुछ शोध भी फोटोनिक पदार्थ की ओर इशारा करते हैं। उनमें इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन, फोटॉन के कणों को फोटोनिक मॉलिक्यूल बनाने के लिए रखा गया है। यह कहना है, यह सैद्धांतिक रूप से प्रकाश के निकायों को द्रव्यमान दे रहा होगा.

संदर्भ

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