তরল ফুটন্ত. চাপের উপর ফুটন্ত তাপমাত্রার নির্ভরতা

ফুটন্ত- এটি বাষ্পে তরলের একটি নিবিড় রূপান্তর, যা একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় তরলের পুরো আয়তন জুড়ে বাষ্প বুদবুদ তৈরির সাথে ঘটে।

ফুটন্ত সময়, তরল তাপমাত্রা এবং এর উপরে বাষ্প পরিবর্তন হয় না। সমস্ত তরল ফুটে না যাওয়া পর্যন্ত এটি অপরিবর্তিত থাকে। এটি ঘটে কারণ তরলে সরবরাহ করা সমস্ত শক্তি এটিকে বাষ্পে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়।

যে তাপমাত্রায় তরল ফুটে তাকে বলে স্ফুটনাঙ্ক.

স্ফুটনাঙ্ক নির্ভর করে তরলের মুক্ত পৃষ্ঠের উপর চাপের উপর। এটি তাপমাত্রার উপর স্যাচুরেটেড বাষ্প চাপের নির্ভরতা দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়। বাষ্পের বুদবুদ ততক্ষণ পর্যন্ত বাড়তে থাকে যতক্ষণ না এর ভিতরে থাকা স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ তরল পদার্থের চাপের থেকে সামান্য বেশি হয়, যার সমষ্টি বাহ্যিক চাপএবং তরল কলামের হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ।

বাহ্যিক চাপ যত বেশি, তত বেশি ফুটন্ত তাপমাত্রা.

সবাই জানে যে জল 100 ºC তাপমাত্রায় ফুটে। কিন্তু আমাদের ভুলে যাওয়া উচিত নয় যে এটি শুধুমাত্র স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে (প্রায় 101 kPa) সত্য। চাপ বাড়ার সাথে সাথে পানির স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, প্রেসার কুকারে, প্রায় 200 kPa চাপে খাবার রান্না করা হয়। জলের স্ফুটনাঙ্ক 120 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছে। এই তাপমাত্রায় জলে, রান্নার প্রক্রিয়াটি সাধারণ ফুটন্ত জলের তুলনায় অনেক দ্রুত ঘটে। এটি "প্রেশার কুকার" নামটি ব্যাখ্যা করে।

এবং তদ্বিপরীত, বাহ্যিক চাপ হ্রাস করে, আমরা এর ফলে স্ফুটনাঙ্ক কম করি। উদাহরণস্বরূপ, পাহাড়ী এলাকায় (3 কিমি উচ্চতায়, যেখানে চাপ 70 kPa), জল 90 ° C তাপমাত্রায় ফুটতে থাকে। অতএব, এই অঞ্চলের বাসিন্দারা যারা এই ধরনের ফুটন্ত জল ব্যবহার করেন তাদের খাবার তৈরি করতে সমতল ভূমির বাসিন্দাদের তুলনায় অনেক বেশি সময় লাগে। তবে সাধারণত এই ফুটন্ত পানিতে একটি মুরগির ডিম ফুটানো অসম্ভব, কারণ সাদা 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে তাপমাত্রায় জমাট বাঁধে না।

প্রতিটি তরলের নিজস্ব ফুটন্ত বিন্দু থাকে, যা সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপের উপর নির্ভর করে। স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ যত বেশি হবে, সংশ্লিষ্ট তরলের স্ফুটনাঙ্ক তত কম হবে, যেহেতু নিম্ন তাপমাত্রায় স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান হয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের একটি ফুটন্ত বিন্দুতে চাপ স্যাচুরেটেড বাষ্পজল 101,325 Pa (760 mm Hg), এবং বাষ্প মাত্র 117 Pa (0.88 mm Hg)। বুধ স্বাভাবিক চাপে 357 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটে।

বাষ্পীভবনের উত্তাপ.

বাষ্পীভবনের তাপ (বাষ্পীভবনের তাপ)- পদার্থকে যে পরিমাণ তাপ দিতে হবে (স্থির চাপে এবং স্থির তাপমাত্রা) জন্য সম্পূর্ণ রূপান্তরতরল পদার্থ বাষ্পে পরিণত হয়।

বাষ্পীভবনের জন্য প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ (বা ঘনীভবনের সময় মুক্তি)। তাপের পরিমাণ গণনা করতে প্রস্ফুটনাঙ্কে গৃহীত যেকোন ভরকে বাষ্পে রূপান্তরিত করার জন্য বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ প্রয়োজন rমন থেকে ভর মি:

বাষ্প ঘনীভূত হলে, একই পরিমাণ তাপ নির্গত হয়।

ফুটন্ত হল পদার্থের একত্রীকরণের অবস্থা পরিবর্তন করার প্রক্রিয়া। যখন আমরা জলের কথা বলি, তখন আমরা তরল অবস্থা থেকে বাষ্প অবস্থায় পরিবর্তনকে বোঝায়। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে ফুটন্ত বাষ্পীভবন নয়, যা ঘরের তাপমাত্রায়ও ঘটতে পারে। এটি ফুটন্তের সাথেও বিভ্রান্ত হওয়া উচিত নয়, যা একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় জল গরম করার প্রক্রিয়া। এখন যেহেতু আমরা ধারণাগুলি বুঝতে পেরেছি, আমরা নির্ধারণ করতে পারি কোন তাপমাত্রায় জল ফুটতে পারে।

প্রক্রিয়া

সমষ্টির অবস্থাকে তরল থেকে বায়বীয় অবস্থায় রূপান্তরের প্রক্রিয়াটি জটিল। এবং যদিও লোকেরা এটি দেখতে পায় না, তবে 4টি পর্যায় রয়েছে:

1. প্রথম পর্যায়ে, উত্তপ্ত পাত্রের নীচে ছোট বুদবুদ তৈরি হয়। এগুলিকে পাশে বা জলের পৃষ্ঠেও দেখা যায়। এগুলি বায়ু বুদবুদগুলির প্রসারণের কারণে গঠিত হয়, যা জল উত্তপ্ত হয় এমন পাত্রের ফাটলে সর্বদা উপস্থিত থাকে।
2. দ্বিতীয় পর্যায়ে, বুদবুদের আয়তন বৃদ্ধি পায়। তারা সকলেই পৃষ্ঠের দিকে ছুটতে শুরু করে, যেহেতু তাদের ভিতরে স্যাচুরেটেড বাষ্প রয়েছে, যা জলের চেয়ে হালকা। উত্তাপের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বুদবুদের চাপ বৃদ্ধি পায় এবং সুপরিচিত আর্কিমিডিস শক্তির জন্য তারা পৃষ্ঠের দিকে ধাক্কা দেয়। এই ক্ষেত্রে, আপনি ফুটন্ত চরিত্রগত শব্দ শুনতে পারেন, যা ধ্রুবক প্রসারণ এবং বুদবুদের আকার হ্রাসের কারণে গঠিত হয়।
3. তৃতীয় পর্যায়ে আপনি পৃষ্ঠে দেখতে পারেন অনেকবুদবুদ এটি প্রাথমিকভাবে জলে মেঘলা সৃষ্টি করে। এই প্রক্রিয়াটিকে জনপ্রিয়ভাবে "সাদা ফুটন্ত" বলা হয় এবং এটি অল্প সময়ের জন্য স্থায়ী হয়।
4. চতুর্থ পর্যায়ে, জল তীব্রভাবে ফুটতে শুরু করে, পৃষ্ঠায় বড় ফেটে যাওয়া বুদবুদগুলি উপস্থিত হয় এবং স্প্ল্যাশগুলি প্রদর্শিত হতে পারে। প্রায়শই, স্প্ল্যাশিং মানে তরল তার সর্বোচ্চ তাপমাত্রায় পৌঁছেছে। পানি থেকে বাষ্প বের হতে শুরু করবে।

এটি জানা যায় যে জল 100 ডিগ্রি তাপমাত্রায় ফুটে, যা শুধুমাত্র চতুর্থ পর্যায়ে সম্ভব।

বাষ্প তাপমাত্রা

বাষ্প হল জলের রাজ্যগুলির মধ্যে একটি। যখন এটি বাতাসে প্রবেশ করে, তখন এটি অন্যান্য গ্যাসের মতো এটিতে একটি নির্দিষ্ট চাপ প্রয়োগ করে। বাষ্পীভবনের সময়, বাষ্প এবং জলের তাপমাত্রা স্থির থাকে যতক্ষণ না পুরো তরলটি তার একত্রিত হওয়ার অবস্থা পরিবর্তন করে। এই ঘটনাটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে ফুটানোর সময়, সমস্ত শক্তি জলকে বাষ্পে রূপান্তর করতে ব্যয় হয়।

ফুটন্তের একেবারে শুরুতে, আর্দ্র, স্যাচুরেটেড বাষ্প তৈরি হয়, যা সমস্ত তরল বাষ্পীভূত হওয়ার পরে শুকিয়ে যায়। যদি এর তাপমাত্রা জলের তাপমাত্রার চেয়ে বেশি হতে শুরু করে, তবে এই ধরনের বাষ্প অতিরিক্ত উত্তপ্ত হয় এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি গ্যাসের কাছাকাছি হবে।

ফুটন্ত লবণ জল

উচ্চ লবণযুক্ত জল কী তাপমাত্রায় ফুটে তা জানা বেশ আকর্ষণীয়। এটা জানা যায় যে কম্পোজিশনে Na+ এবং Cl- আয়নগুলির বিষয়বস্তুর কারণে এটি উচ্চতর হওয়া উচিত, যা জলের অণুগুলির মধ্যে জায়গা দখল করে। এভাবেই লবণের সাথে পানির রাসায়নিক গঠন সাধারণ তাজা তরল থেকে আলাদা।

আসল বিষয়টি হ'ল লবণের জলে একটি হাইড্রেশন প্রতিক্রিয়া ঘটে - লবণের আয়নে জলের অণু যুক্ত করার প্রক্রিয়া। মিঠা পানির অণুর মধ্যে বন্ধন হাইড্রেশনের সময় তৈরি হওয়া তুলনায় দুর্বল, তাই দ্রবীভূত লবণ সহ তরল ফুটতে বেশি সময় লাগবে। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে নোনা জলের অণুগুলি দ্রুত চলে, তবে তাদের মধ্যে কম থাকে, যার ফলে তাদের মধ্যে সংঘর্ষ কম হয়। ফলস্বরূপ, কম বাষ্প উত্পাদিত হয়, এবং এর চাপ তাই মিঠা পানির বাষ্পচাপের চেয়ে কম। ফলস্বরূপ, সম্পূর্ণ বাষ্পীভবনের জন্য আরও শক্তি (তাপমাত্রা) প্রয়োজন হবে। গড়ে, 60 গ্রাম লবণযুক্ত এক লিটার জল সিদ্ধ করার জন্য, জলের ফুটন্ত ডিগ্রী 10% (অর্থাৎ 10 সেন্টিগ্রেড দ্বারা) বাড়াতে হবে।

চাপের উপর ফুটন্ত নির্ভরতা

জানা যায়, পাহাড়ে নির্বিশেষে রাসায়নিক রচনাজল একটি কম ফুটন্ত পয়েন্ট থাকবে. এটি ঘটে কারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ উচ্চতায় কম থাকে। সাধারণ চাপ 101.325 kPa বলে মনে করা হয়। এটির সাথে, জলের স্ফুটনাঙ্ক 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস। কিন্তু যদি আপনি একটি পাহাড়ে আরোহণ করেন, যেখানে চাপ গড়ে 40 kPa হয়, তাহলে সেখানকার জল 75.88 C তাপমাত্রায় ফুটবে। কিন্তু এর মানে এই নয় যে আপনাকে পাহাড়ে রান্না করতে প্রায় অর্ধেক সময় ব্যয় করতে হবে। খাবারের তাপ চিকিত্সার জন্য একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা প্রয়োজন।

এটি বিশ্বাস করা হয় যে সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে 500 মিটার উচ্চতায়, জল 98.3 সেন্টিগ্রেডে ফুটবে এবং 3000 মিটার উচ্চতায় ফুটন্ত পয়েন্ট 90 সেন্টিগ্রেড হবে।

উল্লেখ্য, এই আইনটি বিপরীত দিকেও প্রযোজ্য। আপনি যদি একটি বদ্ধ ফ্লাস্কে একটি তরল রাখেন যার মধ্য দিয়ে বাষ্প যেতে পারে না, তবে তাপমাত্রা বৃদ্ধি এবং বাষ্প গঠনের সাথে, এই ফ্লাস্কের চাপ বাড়বে এবং বর্ধিত চাপে ফুটন্ত আরও বেশি হবে। উচ্চ তাপমাত্রা. উদাহরণস্বরূপ, 490.3 kPa চাপে, জলের স্ফুটনাঙ্ক 151 C হবে।

ফুটন্ত পাতিত জল

পাতিত জল হল কোনও অমেধ্য ছাড়াই বিশুদ্ধ জল। এটি প্রায়ই চিকিৎসা বা প্রযুক্তিগত উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। এই জাতীয় জলে কোনও অমেধ্য নেই তা বিবেচনা করে, এটি রান্নার জন্য ব্যবহার করা হয় না। এটি লক্ষ্য করা আকর্ষণীয় যে পাতিত জল সাধারণ তাজা জলের চেয়ে দ্রুত ফুটে যায়, তবে ফুটন্ত পয়েন্ট একই থাকে - 100 ডিগ্রি। যাইহোক, ফুটন্ত সময়ের পার্থক্য ন্যূনতম হবে - মাত্র এক সেকেন্ডের একটি ভগ্নাংশ।

একটি চায়ের পাত্রে

লোকেরা প্রায়শই আশ্চর্য হয় যে কেটলিতে জল কী তাপমাত্রায় ফুটে ওঠে, কারণ এই ডিভাইসগুলি তারা তরল সিদ্ধ করতে ব্যবহার করে। অ্যাপার্টমেন্টে বায়ুমণ্ডলীয় চাপটি আদর্শের সমান, এবং ব্যবহৃত জলে লবণ এবং অন্যান্য অমেধ্য নেই যা থাকা উচিত নয় তা বিবেচনায় রেখে, ফুটন্ত পয়েন্টটিও মানক হবে - 100 ডিগ্রি। কিন্তু যদি পানিতে লবণ থাকে, তাহলে স্ফুটনাঙ্ক, যেমনটি আমরা ইতিমধ্যে জানি, বেশি হবে।

উপসংহার

এখন আপনি জানেন যে কোন তাপমাত্রায় জল ফুটতে পারে এবং কীভাবে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং তরলের সংমিশ্রণ এই প্রক্রিয়াটিকে প্রভাবিত করে। এই সম্পর্কে জটিল কিছু নেই, এবং শিশুরা স্কুলে এই ধরনের তথ্য পায়। প্রধান জিনিসটি মনে রাখা উচিত যে চাপ কমার সাথে সাথে তরলের স্ফুটনাঙ্কও হ্রাস পায় এবং এটি বৃদ্ধির সাথে সাথে এটিও বৃদ্ধি পায়।

ইন্টারনেটে আপনি অনেকগুলি বিভিন্ন টেবিল খুঁজে পেতে পারেন যা একটি তরলের স্ফুটনাঙ্কের নির্ভরতা নির্দেশ করে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ. এগুলি প্রত্যেকের জন্য উপলব্ধ এবং স্কুলের ছাত্ররা, ছাত্ররা এমনকি প্রতিষ্ঠানের শিক্ষকরাও সক্রিয়ভাবে ব্যবহার করে।

ফুটন্ত হওয়ার সময়, তরলটি নিবিড়ভাবে বাষ্পে রূপান্তরিত হতে শুরু করে এবং এতে বাষ্পের বুদবুদ তৈরি হয় এবং পৃষ্ঠে উঠে যায়। উত্তপ্ত হলে, বাষ্প প্রথমে শুধুমাত্র তরলের পৃষ্ঠে প্রদর্শিত হয়, তারপর এই প্রক্রিয়াটি পুরো আয়তন জুড়ে শুরু হয়। প্যানের নীচে এবং দেয়ালে ছোট বুদবুদ দেখা যায়। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে বুদবুদের অভ্যন্তরে চাপ বৃদ্ধি পায়, তারা আকারে বৃদ্ধি পায় এবং উপরের দিকে উঠতে থাকে।

যখন তাপমাত্রা তথাকথিত ফুটন্ত পয়েন্টে পৌঁছায়, তখন বুদবুদগুলির দ্রুত গঠন শুরু হয়, তাদের মধ্যে অনেকগুলি থাকে এবং তরল ফুটতে শুরু করে। বাষ্প গঠিত হয়, যার তাপমাত্রা সমস্ত জল উপস্থিত না হওয়া পর্যন্ত স্থির থাকে। যদি বাষ্পীভবন স্বাভাবিক অবস্থায় ঘটে, 100 mPa এর একটি আদর্শ চাপে, এর তাপমাত্রা 100°C হয়। আপনি যদি কৃত্রিমভাবে চাপ বাড়ান, আপনি সুপারহিটেড বাষ্প পেতে পারেন। বিজ্ঞানীরা জলীয় বাষ্পকে 1227 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় গরম করতে পেরেছিলেন; আরও গরম করার সাথে, আয়নগুলির বিচ্ছেদ বাষ্পকে প্লাজমাতে পরিণত করে।

একটি প্রদত্ত রচনা এবং ধ্রুবক চাপে, যেকোনো তরলের স্ফুটনাঙ্ক স্থির থাকে। পাঠ্যপুস্তক এবং ম্যানুয়ালগুলিতে আপনি বিভিন্ন তরল এবং এমনকি ধাতুগুলির স্ফুটনাঙ্ক নির্দেশ করে এমন টেবিলগুলি দেখতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ, জল 100°C, 78.3°C তাপমাত্রায়, 34.6°C এ ইথার, 2600°C-তে সোনা এবং 1950°C তাপমাত্রায় সিলভার ফুটে। এই ডেটা 100 mPa এর একটি আদর্শ চাপের জন্য, এটি সমুদ্রপৃষ্ঠে গণনা করা হয়।

স্ফুটনাঙ্ক পরিবর্তন কিভাবে

যদি চাপ কমে যায়, স্ফুটনাঙ্ক কমে যায়, এমনকি যদি রচনা একই থাকে। এর মানে হল যে আপনি যদি পানির পাত্র নিয়ে 4000 মিটার উঁচু একটি পাহাড়ে আরোহণ করেন এবং এটিকে আগুনে রাখেন, তাহলে জলটি 85 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটবে এবং এর জন্য নীচের তুলনায় অনেক কম জ্বালানী কাঠের প্রয়োজন হবে।

গৃহিণীরা একটি প্রেসার কুকারের সাথে তুলনা করতে আগ্রহী হবে, যেখানে চাপ কৃত্রিমভাবে বাড়ানো হয়। একই সময়ে, জলের স্ফুটনাঙ্কও বৃদ্ধি পায়, যার কারণে খাবার অনেক দ্রুত রান্না হয়। আধুনিক প্রেসার কুকার আপনাকে ফুটন্ত তাপমাত্রা 115 থেকে 130 ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তার বেশি পরিবর্তন করতে দেয়।

পানির স্ফুটনাঙ্কের আরেকটি গোপন রহস্য এর গঠনের মধ্যে রয়েছে। শক্ত জল, যাতে বিভিন্ন লবণ থাকে, ফুটতে বেশি সময় লাগে এবং গরম করতে আরও শক্তির প্রয়োজন হয়। আপনি যদি এক লিটার পানিতে দুই টেবিল চামচ লবণ যোগ করেন, তাহলে এর স্ফুটনাঙ্ক 10°C বেড়ে যাবে। চিনি সম্পর্কেও একই কথা বলা যেতে পারে; 10% চিনির সিরাপ 100.1 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ফুটে।

চাপের উপর ফুটন্ত তাপমাত্রার নির্ভরতা

পানির স্ফুটনাঙ্ক 100 °C; কেউ ভাবতে পারে যে এটি জলের একটি অন্তর্নিহিত সম্পত্তি, সেই জল, যেখানেই এবং কোন পরিস্থিতিতেই হোক না কেন, সর্বদা 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটবে।

তবে এটি এমন নয় এবং উচ্চ পাহাড়ি গ্রামের বাসিন্দারা এটি সম্পর্কে ভাল জানেন।

এলব্রাসের চূড়ার কাছে পর্যটকদের জন্য একটি বাড়ি এবং একটি বৈজ্ঞানিক স্টেশন রয়েছে। "ফুটন্ত জলে ডিম সিদ্ধ করা কতটা কঠিন" বা "কেন ফুটন্ত জল জ্বলে না।" এই ক্ষেত্রে, তাদের বলা হয় যে এলব্রাসের শীর্ষে জল ইতিমধ্যে 82 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটেছে।

কি ব্যাপার? কোন শারীরিক ফ্যাক্টর ফুটন্ত ঘটনার সাথে হস্তক্ষেপ করে? সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে উচ্চতার তাৎপর্য কী?

এই শারীরিক ফ্যাক্টরতরল পৃষ্ঠের উপর কাজ করে চাপ। যা বলা হয়েছে তার সত্যতা যাচাই করার জন্য আপনাকে পাহাড়ের চূড়ায় আরোহণের দরকার নেই।

একটি বেলের নীচে উত্তপ্ত জল রেখে এবং সেখান থেকে বায়ু পাম্প করে বা পাম্প করে, আপনি নিশ্চিত করতে পারেন যে চাপ বাড়ার সাথে সাথে স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায় এবং এটি হ্রাসের সাথে সাথে পড়ে যায়।

জল শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট চাপে 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটে - 760 মিমি Hg।

স্ফুটনাঙ্ক বনাম চাপ বক্ররেখা চিত্রে দেখানো হয়েছে। 98. এলব্রাসের শীর্ষে চাপ 0.5 atm, এবং এই চাপটি 82 °C এর স্ফুটনাঙ্কের সাথে মিলে যায়।

কিন্তু 10-15 মিমি Hg এ পানি ফুটিয়ে আপনি নিজেকে সতেজ করতে পারেন গরম আবহাওয়া. এই চাপে স্ফুটনাঙ্ক 10-15 ডিগ্রি সেলসিয়াসে নেমে আসবে।

আপনি এমনকি "ফুটন্ত জল" পেতে পারেন, যা হিমায়িত জলের তাপমাত্রা রয়েছে। এটি করার জন্য, আপনাকে 4.6 মিমি এইচজি চাপ কমাতে হবে।

একটি আকর্ষণীয় ছবি লক্ষ্য করা যেতে পারে যদি আপনি বেলের নীচে জল সহ একটি খোলা পাত্র রাখেন এবং বাতাসকে পাম্প করেন। পাম্প করার ফলে পানি ফুটতে থাকবে, কিন্তু ফুটানোর জন্য তাপ প্রয়োজন। এটি থেকে নেওয়ার কোথাও নেই এবং জলকে তার শক্তি ছেড়ে দিতে হবে। ফুটন্ত পানির তাপমাত্রা কমতে শুরু করবে, কিন্তু পাম্পিং চলতে থাকলে চাপও কমে যাবে। অতএব, ফুটন্ত বন্ধ হবে না, জল ঠান্ডা হতে থাকবে এবং শেষ পর্যন্ত বরফে পরিণত হবে।

এমন ফোঁড়া ঠান্ডা পানিবায়ু পাম্প করার সময় না শুধুমাত্র ঘটে. উদাহরণস্বরূপ, যখন একটি জাহাজের প্রপেলার ঘোরে, তখন ধাতব পৃষ্ঠের কাছাকাছি জলের একটি দ্রুত চলমান স্তরে চাপ অনেক কমে যায় এবং এই স্তরের জল ফুটতে থাকে, যেমন অসংখ্য বাষ্প-ভরা বুদবুদ এতে উপস্থিত হয়। এই ঘটনাটিকে cavitation বলা হয় (ল্যাটিন শব্দ cavitas থেকে - cavity)।

চাপ কমিয়ে, আমরা স্ফুটনাঙ্ক কমিয়ে দেই। আর তা বাড়িয়ে দিয়ে? আমাদের মত একটি গ্রাফ এই প্রশ্নের উত্তর. 15 atm এর চাপ পানি ফুটতে বিলম্ব করতে পারে, এটি শুধুমাত্র 200 °C এ শুরু হবে এবং 80 atm চাপের ফলে পানি শুধুমাত্র 300 °C এ ফুটতে পারে।

সুতরাং, একটি নির্দিষ্ট বাহ্যিক চাপ একটি নির্দিষ্ট স্ফুটনাঙ্কের সাথে মিলে যায়। কিন্তু এই বিবৃতিটি এই বলে "ঘুরে" যেতে পারে: জলের প্রতিটি ফুটন্ত পয়েন্ট তার নিজস্ব নির্দিষ্ট চাপের সাথে মিলে যায়। এই চাপকে বাষ্পচাপ বলে।

স্ফুটনাঙ্ককে চাপের একটি ফাংশন হিসাবে চিত্রিত করা বক্ররেখাও তাপমাত্রার একটি ফাংশন হিসাবে বাষ্প চাপের একটি বক্ররেখা।

একটি স্ফুটনাঙ্কের গ্রাফে (বা বাষ্প চাপের গ্রাফে) প্লট করা সংখ্যাগুলি দেখায় যে তাপমাত্রার সাথে বাষ্পের চাপ খুব দ্রুত পরিবর্তিত হয়। 0 °সে (অর্থাৎ 273 কে) বাষ্পের চাপ 4.6 মিমি Hg, 100 °সে (373 কে) এ এটি 760 মিমি, অর্থাৎ, এটি 165 গুণ বৃদ্ধি পায়। যখন তাপমাত্রা দ্বিগুণ হয় (0 °C, অর্থাৎ 273 K, থেকে 273 °C, অর্থাৎ 546 K), বাষ্পের চাপ 4.6 mm Hg থেকে প্রায় 60 atm পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, অর্থাৎ প্রায় 10,000 বার।

অতএব, বিপরীতে, স্ফুটনাঙ্ক ধীরে ধীরে চাপের সাথে পরিবর্তিত হয়। যখন চাপ অর্ধেক পরিবর্তিত হয় - 0.5 atm থেকে 1 atm, তখন স্ফুটনাঙ্ক 82 °C (অর্থাৎ 355 K) থেকে 100 °C (অর্থাৎ 373 K) এবং যখন 1 atm থেকে 2 atm - 100 °C থেকে দ্বিগুণ হয় (অর্থাৎ 373 কে) থেকে 120 °সে (অর্থাৎ 393 কে)।

একই বক্ররেখা যা আমরা এখন বিবেচনা করছি পানিতে বাষ্পের ঘনীভবন (ঘনত্ব) নিয়ন্ত্রণ করে।

কম্প্রেশন বা কুলিংয়ের মাধ্যমে বাষ্পকে পানিতে রূপান্তরিত করা যায়।

ফুটন্ত এবং ঘনীভবন উভয় সময়, বিন্দুটি বক্ররেখা থেকে সরবে না যতক্ষণ না বাষ্পকে জলে বা জলকে বাষ্পে রূপান্তর সম্পূর্ণ না হয়। এটি এইভাবেও প্রণয়ন করা যেতে পারে: আমাদের বক্ররেখার অবস্থার অধীনে এবং শুধুমাত্র এই অবস্থার অধীনে, তরল এবং বাষ্পের সহাবস্থান সম্ভব। আপনি যদি তাপ যোগ না করেন বা অপসারণ না করেন, তাহলে একটি বন্ধ পাত্রে বাষ্প এবং তরলের পরিমাণ অপরিবর্তিত থাকবে। এই ধরনের বাষ্প এবং তরলকে ভারসাম্যপূর্ণ বলা হয় এবং যে বাষ্প তার তরলের সাথে ভারসাম্য বজায় রাখে তাকে স্যাচুরেটেড বলে।

ফুটন্ত এবং ঘনীভূত বক্ররেখা, যেমন আমরা দেখি, এর আরেকটি অর্থ রয়েছে - এটি তরল এবং বাষ্পের ভারসাম্য বক্ররেখা। ভারসাম্য বক্ররেখা চিত্র ক্ষেত্রটিকে দুটি অংশে বিভক্ত করে। বাম এবং উপরে (থেকে উচ্চ তাপমাত্রাএবং নিম্ন চাপ) বাষ্পের স্থিতিশীল অবস্থার একটি অঞ্চল রয়েছে। ডানদিকে এবং নীচে তরলের স্থিতিশীল অবস্থার অঞ্চল।

বাষ্প-তরল ভারসাম্য বক্ররেখা, i.e. স্ফুটনাঙ্কের বক্ররেখা বনাম চাপ বা, কি একই, বাষ্পের চাপ বনাম তাপমাত্রা, সমস্ত তরলের জন্য প্রায় একই। কিছু ক্ষেত্রে পরিবর্তন কিছুটা আকস্মিক হতে পারে, অন্যদের ক্ষেত্রে কিছুটা ধীর, তবে বাষ্পের চাপ সর্বদা ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে দ্রুত বৃদ্ধি পায়।

আমরা ইতিমধ্যে "গ্যাস" এবং "বাষ্প" শব্দগুলি বহুবার ব্যবহার করেছি। এই দুটি শব্দ বেশ সমান। আমরা বলতে পারি: জলের গ্যাস জলীয় বাষ্প, অক্সিজেন গ্যাস অক্সিজেন তরল বাষ্প। তবুও, এই দুটি শব্দ ব্যবহার করার সময় একটি নির্দিষ্ট অভ্যাস গড়ে উঠেছে। যেহেতু আমরা একটি নির্দিষ্ট অপেক্ষাকৃত ছোট তাপমাত্রা পরিসরে অভ্যস্ত, তাই আমরা সাধারণত সেইসব পদার্থের ক্ষেত্রে "গ্যাস" শব্দটি প্রয়োগ করি যার সাধারণ তাপমাত্রায় বাষ্পের স্থিতিস্থাপকতা বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে বেশি। বিপরীতে, আমরা বাষ্প সম্পর্কে কথা বলি যখন, ঘরের তাপমাত্রা এবং বায়ুমণ্ডলীয় চাপে, পদার্থটি তরল আকারে আরও স্থিতিশীল থাকে।

বই থেকে পদার্থবিদরা রসিকতা করতে থাকেন লেখক কোনোবিভ ইউরি

কোয়ান্টাম তত্ত্বের দিকে অবশ্যই জিরোতাপমাত্রা ডি. বাক, জি. বেথে, ডব্লিউ. রিজলার (কেমব্রিজ) "পরম শূন্য তাপমাত্রার কোয়ান্টাম তত্ত্বের দিকে" এবং নোট, যার অনুবাদগুলি নীচে দেওয়া হল: পরম শূন্য তাপমাত্রার কোয়ান্টাম তত্ত্বের দিকে নীচের চোয়ালের নড়াচড়া বড়

বই থেকে পদার্থবিদ রসিকতা করছেন লেখক কোনোবিভ ইউরি

পরম শূন্য তাপমাত্রার কোয়ান্টাম তত্ত্বের উপরে বিখ্যাত পদার্থবিদদের লেখা এবং Natur-wissenschaften-এ প্রকাশিত একটি নোটের অনুবাদ নীচে দেওয়া হল। ম্যাগাজিনের সম্পাদকরা "বড় নামের টোপ নিয়েছিলেন" এবং যা লেখা হয়েছিল তার সারমর্মে না গিয়ে, ফলস্বরূপ সামগ্রী পাঠিয়েছিলেন

মেডিকেল ফিজিক্স বই থেকে লেখক পোডকোলজিনা ভেরা আলেকজান্দ্রোভনা

6. গাণিতিক পরিসংখ্যান এবং পারস্পরিক সম্পর্ক নির্ভরতা গাণিতিক পরিসংখ্যান হল বৈজ্ঞানিক ও ব্যবহারিক সমস্যা সমাধানের জন্য পরিসংখ্যানগত তথ্যের পদ্ধতিগতকরণ এবং ব্যবহারের গাণিতিক পদ্ধতির বিজ্ঞান। গাণিতিক পরিসংখ্যান লেখকের তত্ত্বের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত

লেখকের বই থেকে

উচ্চতার সাথে চাপের পরিবর্তন উচ্চতা পরিবর্তনের সাথে সাথে চাপ কমে যায়। এটি 1648 সালে প্যাসকেলের পক্ষে ফরাসী পেরিয়ার প্রথম আবিষ্কার করেছিলেন। মাউন্ট পুইগ ডি ডোম, যার কাছে পেরিয়ার থাকতেন, তার উচ্চতা ছিল 975 মিটার। পরিমাপ দেখায় যে টরিসেলি টিউবে পারদ আরোহণের সময় পড়ে।

লেখকের বই থেকে

গলনাঙ্কের উপর চাপের প্রভাব যদি আপনি চাপ পরিবর্তন করেন তবে গলনের তাপমাত্রাও পরিবর্তিত হবে। যখন আমরা ফুটন্ত সম্পর্কে কথা বলি তখন আমরা একই প্যাটার্নের সম্মুখীন হয়েছিলাম। চাপ যত বেশি, ফুটন্ত বিন্দু তত বেশি। এটি সাধারণত গলে যাওয়ার ক্ষেত্রেও সত্য। যাহোক

উপরের বিবেচনা থেকে এটা স্পষ্ট যে তরলের স্ফুটনাঙ্ক অবশ্যই বাহ্যিক চাপের উপর নির্ভর করে। পর্যবেক্ষণ এটি নিশ্চিত করে।

বাহ্যিক চাপ যত বেশি হবে স্ফুটনাঙ্ক তত বেশি। এইভাবে, 1.6 × 10 6 Pa পৌঁছানোর চাপে একটি বাষ্প বয়লারে, এমনকি 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায়ও জল ফুটে না। চিকিৎসা প্রতিষ্ঠানে, hermetically সিল করা পাত্রে জল ফুটন্ত - অটোক্লেভ (চিত্র 6.11) উচ্চ চাপেও ঘটে। অতএব, স্ফুটনাঙ্ক 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। অটোক্লেভগুলি অস্ত্রোপচারের যন্ত্রপাতি, ড্রেসিং ইত্যাদি জীবাণুমুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়।

এবং তদ্বিপরীত, বাহ্যিক চাপ হ্রাস করে, আমরা এর ফলে স্ফুটনাঙ্ক কম করি। একটি বায়ু পাম্পের ঘণ্টার নীচে, আপনি ঘরের তাপমাত্রায় জল ফোঁড়া করতে পারেন (চিত্র 6.12)। আপনি পাহাড়ে আরোহণের সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হ্রাস পায়, তাই স্ফুটনাঙ্ক হ্রাস পায়। 7134 মিটার উচ্চতায় (পামিরের লেনিন শিখর) চাপ প্রায় 4 · 10 4 পা (300 mm Hg)। সেখানে জল প্রায় 70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটে। মাংস রান্না করা অসম্ভব, উদাহরণস্বরূপ, এই অবস্থার অধীনে।

চিত্র 6.13 বাহ্যিক চাপ বনাম জলের স্ফুটনাঙ্কের একটি বক্ররেখা দেখায়। এটা বোঝা সহজ যে এই বক্ররেখাটিও একটি বক্ররেখা যা তাপমাত্রার উপর স্যাচুরেটেড জলীয় বাষ্পের চাপের নির্ভরতা প্রকাশ করে।

তরল ফুটন্ত পয়েন্ট মধ্যে পার্থক্য

প্রতিটি তরলের নিজস্ব স্ফুটনাঙ্ক রয়েছে। তরলগুলির স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্য একই তাপমাত্রায় তাদের স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপের পার্থক্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, ঘরের তাপমাত্রায় ইথার বাষ্পের চাপ বায়ুমণ্ডলের অর্ধেকেরও বেশি। অতএব, ইথার বাষ্পের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান হওয়ার জন্য, তাপমাত্রায় সামান্য বৃদ্ধি (35 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত) প্রয়োজন। পারদের মধ্যে, স্যাচুরেটেড বাষ্পের ঘরের তাপমাত্রায় খুব নগণ্য চাপ থাকে। পারদ বাষ্পের চাপ শুধুমাত্র তাপমাত্রায় উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধির সাথে (357 ° C পর্যন্ত) বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান হয়ে যায়। এই তাপমাত্রায়, যদি বাহ্যিক চাপ 105 Pa হয়, তাহলে পারদ ফুটে ওঠে।

পদার্থের স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্য প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ, পেট্রোলিয়াম পণ্য পৃথকীকরণে। যখন তেল উত্তপ্ত হয়, তখন এর সবচেয়ে মূল্যবান, উদ্বায়ী অংশগুলি (পেট্রোল) প্রথমে বাষ্পীভূত হয়, যা এইভাবে "ভারী" অবশিষ্টাংশ (তেল, জ্বালানী তেল) থেকে আলাদা করা যায়।

একটি তরল ফুটে যখন এর সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ তরলের ভিতরে চাপের সমান হয়।

§ 6.6। বাষ্পীভবনের উত্তাপ

তরলকে বাষ্পে পরিবর্তন করতে কি শক্তির প্রয়োজন হয়? সম্ভবত হ্যাঁ! তাই না?

আমরা লক্ষ্য করেছি (§ 6.1 দেখুন) যে একটি তরলের বাষ্পীভবন তার শীতল হওয়ার সাথে থাকে। অপরিবর্তিত বাষ্পীভূত তরলের তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য, বাইরে থেকে তাপ সরবরাহ করা প্রয়োজন। অবশ্যই, তাপ নিজেই আশেপাশের দেহ থেকে তরলে স্থানান্তরিত হতে পারে। এইভাবে, গ্লাসের জল বাষ্পীভূত হয়, তবে জলের তাপমাত্রা, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার চেয়ে সামান্য কম, অপরিবর্তিত থাকে। সমস্ত জল বাষ্পীভূত না হওয়া পর্যন্ত তাপ বায়ু থেকে জলে স্থানান্তরিত হয়।

পানির ফুটন্ত (বা অন্যান্য তরল) বজায় রাখার জন্য, তাপকে ক্রমাগত সরবরাহ করতে হবে, উদাহরণস্বরূপ, এটি একটি বার্নার দিয়ে গরম করে। এই ক্ষেত্রে, জল এবং জাহাজের তাপমাত্রা বাড়ে না, তবে প্রতি সেকেন্ডে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বাষ্প তৈরি হয়।

এইভাবে, বাষ্পীভবন বা ফুটন্ত দ্বারা একটি তরলকে বাষ্পে রূপান্তর করতে, তাপের একটি ইনপুট প্রয়োজন। একই তাপমাত্রায় প্রদত্ত ভরের তরলকে বাষ্পে রূপান্তর করতে যে পরিমাণ তাপের প্রয়োজন হয় তাকে এই তরলের বাষ্পীভবনের তাপ বলে।

শরীরে যে শক্তির যোগান দেওয়া হয় তা কিসের জন্য ব্যয় হয়? প্রথমত, তরল থেকে বায়বীয় অবস্থায় রূপান্তরের সময় এর অভ্যন্তরীণ শক্তি বাড়ানোর জন্য: সর্বোপরি, এটি তরলের আয়তন থেকে স্যাচুরেটেড বাষ্পের আয়তনে পদার্থের আয়তন বাড়ায়। ফলস্বরূপ, অণুগুলির মধ্যে গড় দূরত্ব বৃদ্ধি পায় এবং তাই তাদের সম্ভাব্য শক্তি।

উপরন্তু, একটি পদার্থের আয়তন বৃদ্ধির সাথে সাথে বাহ্যিক চাপ শক্তির বিরুদ্ধে কাজ করা হয়। ঘরের তাপমাত্রায় বাষ্পীভবনের তাপের এই অংশটি সাধারণত বাষ্পীভবনের মোট তাপের কয়েক শতাংশ।

বাষ্পীভবনের তাপ নির্ভর করে তরলের প্রকার, তার ভর এবং তাপমাত্রার উপর। তরলের প্রকারের উপর বাষ্পীভবনের তাপের নির্ভরতা একটি মান দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যাকে বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ বলে।

একটি প্রদত্ত তরলের বাষ্পীকরণের নির্দিষ্ট তাপ হল একটি তরলের বাষ্পীকরণের তাপের সাথে তার ভরের অনুপাত:

(6.6.1)

কোথায় r- তরল বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ; টি- তরল ভর; প্র n- এর বাষ্পীভবনের তাপ। বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপের SI একক হল জুল প্রতি কিলোগ্রাম (J/kg)।

জলের বাষ্পীকরণের নির্দিষ্ট তাপ খুব বেশি: 2.256·10 6 J/kg তাপমাত্রা 100 °C। অন্যান্য তরলের জন্য (অ্যালকোহল, ইথার, পারদ, কেরোসিন, ইত্যাদি) বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ 3-10 গুণ কম।