কোন তাপমাত্রায় পানি ফুটে? চাপের উপর স্ফুটনাঙ্কের নির্ভরতা। ফুটন্ত এবং জল বাষ্পীভবন

উপরের যুক্তি থেকে, এটা স্পষ্ট যে একটি তরলের স্ফুটনাঙ্কের উপর নির্ভর করতে হবে বাহ্যিক চাপ. পর্যবেক্ষণ এটি নিশ্চিত করে।

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

বিপরীতভাবে, বাহ্যিক চাপ হ্রাস করে, আমরা এর ফলে স্ফুটনাঙ্ক কম করি। বায়ু পাম্পের ঘণ্টার নীচে, আপনি ঘরের তাপমাত্রায় জল ফোঁড়া করতে পারেন (চিত্র 6.12)। আপনি পাহাড়ে আরোহণ করার সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হ্রাস পায়, তাই স্ফুটনাঙ্ক হ্রাস পায়। 7134 মিটার উচ্চতায় (পামিরের লেনিন শিখর), চাপ প্রায় 4 10 4 Pa ​​(300 mm Hg)। সেখানে জল প্রায় 70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটে। রান্না করা অসম্ভব, উদাহরণস্বরূপ, এই অবস্থায় মাংস।

চিত্র 6.13 বাহ্যিক চাপের উপর জলের স্ফুটনাঙ্কের নির্ভরতা দেখায়। এটি সহজেই দেখা যায় যে এই বক্ররেখাটিও একটি বক্ররেখা যা তাপমাত্রার উপর স্যাচুরেটেড জলীয় বাষ্পের চাপের নির্ভরতা প্রকাশ করে।

তরল ফুটন্ত পয়েন্ট পার্থক্য

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

পদার্থের স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্য প্রযুক্তিতে দারুণ কাজে লাগে, 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 যখন তার চাপে ফুটে স্যাচুরেটেড বাষ্পতরল ভিতরে চাপ তুলনায়.

§ 6.6। বাষ্পীভবনের উত্তাপ

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

আমরা লক্ষ্য করেছি (§ 6.1 দেখুন) যে একটি তরলের বাষ্পীভবন তার শীতল হওয়ার সাথে থাকে। বাষ্পীভূত তরলের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত বজায় রাখার জন্য, বাইরে থেকে তাপ সরবরাহ করতে হবে। অবশ্যই, তাপ নিজেই পার্শ্ববর্তী দেহ থেকে তরলে স্থানান্তরিত হতে পারে। সুতরাং, গ্লাসের জল বাষ্পীভূত হয়, তবে জলের তাপমাত্রা, যা আশেপাশের বাতাসের তাপমাত্রার চেয়ে কিছুটা কম থাকে, অপরিবর্তিত থাকে। সমস্ত জল বাষ্পীভূত না হওয়া পর্যন্ত তাপ বাতাস থেকে জলে স্থানান্তরিত হয়।

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

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

শরীরে যে শক্তি সরবরাহ করা হয় তা কিসের জন্য ব্যবহৃত হয়? প্রথমত, তরল থেকে বায়বীয় অবস্থায় রূপান্তরের সময় এর অভ্যন্তরীণ শক্তি বাড়ানোর জন্য: সর্বোপরি, এই ক্ষেত্রে, পদার্থের আয়তন তরলের আয়তন থেকে স্যাচুরেটেড বাষ্পের আয়তনে বৃদ্ধি পায়। ফলস্বরূপ, অণুগুলির মধ্যে গড় দূরত্ব বৃদ্ধি পায় এবং তাই তাদের সম্ভাব্য শক্তি।

উপরন্তু, যখন একটি পদার্থের আয়তন বৃদ্ধি পায়, তখন বাহ্যিক চাপের 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 বাষ্পীভবনের তাপের সাথে তার ভরের অনুপাত:

(6.6.1)

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

জলের বাষ্পীকরণের নির্দিষ্ট তাপ খুব বেশি: 2.256 10 6 জে/কেজি 100 °সে তাপমাত্রায়। অন্যান্য তরলের জন্য (অ্যালকোহল, ইথার, পারদ, কেরোসিন ইত্যাদি), বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ 3-10 গুণ কম।

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

প্রক্রিয়া

একত্রীকরণ অবস্থাকে তরল থেকে বায়বীয় অবস্থায় রূপান্তরের প্রক্রিয়াটি জটিল। 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 সর্বদা ট্যাঙ্কের ফাটলে উপস্থিত থাকে, যেখানে জল উত্তপ্ত হয়।
2. দ্বিতীয় পর্যায়ে, বুদবুদের আয়তন বৃদ্ধি পায়। এগুলি সমস্তই পৃষ্ঠের দিকে ছুটে যেতে শুরু করে, কারণ তাদের ভিতরে স্যাচুরেটেড বাষ্প রয়েছে, যা জলের চেয়ে হালকা। উত্তাপের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে, বুদবুদের চাপ বৃদ্ধি পায় এবং সুপরিচিত আর্কিমিডিস বলের কারণে 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, পৃষ্ঠে দেখা যায় অনেকবুদবুদ এটি প্রাথমিকভাবে জলে মেঘলা সৃষ্টি করে। এই প্রক্রিয়াটিকে জনপ্রিয়ভাবে "সাদা কী দিয়ে ফুটানো" বলা হয় এবং এটি অল্প সময়ের জন্য স্থায়ী হয়।
4. চতুর্থ পর্যায়ে, জল নিবিড়ভাবে ফুটতে শুরু করে, পৃষ্ঠায় বড় ফেটে যাওয়া বুদবুদগুলি উপস্থিত হয় এবং স্প্ল্যাশগুলি প্রদর্শিত হতে পারে। প্রায়শই, স্প্ল্যাশ 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 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 বাষ্পীভবনের পরে শুষ্ক হয়ে যায়। যদি এর তাপমাত্রা পানির তাপমাত্রার চেয়ে বেশি হতে শুরু করে, তবে এই ধরনের বাষ্প সুপারহিটেড হয় এবং এর বৈশিষ্ট্যের দিক থেকে এটি গ্যাসের কাছাকাছি হবে।

ফুটন্ত লবণ জল

উচ্চ লবণযুক্ত জল কোন তাপমাত্রায় ফুটতে পারে তা জানা যথেষ্ট আকর্ষণীয়। এটা জানা যায় যে কম্পোজিশনে Na+ এবং Cl- আয়নগুলির বিষয়বস্তুর কারণে এটি উচ্চতর হওয়া উচিত, যা জলের অণুর মধ্যে একটি এলাকা দখল করে। লবণের সাথে পানির এই রাসায়নিক গঠন স্বাভাবিক তাজা তরল থেকে আলাদা।

আসল বিষয়টি হ'ল লবণের জলে একটি হাইড্রেশন প্রতিক্রিয়া ঘটে - লবণের আয়নের সাথে জলের অণু সংযুক্ত করার প্রক্রিয়া। মিঠা পানির অণুগুলির মধ্যে বন্ধন হাইড্রেশনের সময় তৈরি হওয়া তুলনায় দুর্বল, তাই দ্রবীভূত লবণ দিয়ে ফুটন্ত তরল বেশি সময় নেয়। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে লবণযুক্ত জলের অণুগুলি দ্রুত চলে, তবে তাদের মধ্যে কম থাকে, যার কারণে তাদের মধ্যে সংঘর্ষ কম হয়। ফলস্বরূপ, কম বাষ্প উত্পাদিত হয় এবং এর চাপ তাই মিষ্টি জলের বাষ্পের মাথার চেয়ে কম। অতএব, সম্পূর্ণ বাষ্পীভবনের জন্য আরও শক্তি (তাপমাত্রা) প্রয়োজন। গড়ে, 60 গ্রাম লবণযুক্ত এক লিটার জল ফুটাতে, জলের স্ফুটনাঙ্ক 10% (অর্থাৎ 10 সেন্টিগ্রেড দ্বারা) বাড়াতে হবে।

ফুটন্ত চাপ নির্ভরতা

জানা যায়, পাহাড়ে নির্বিশেষে রাসায়নিক রচনাপানির স্ফুটনাঙ্ক কম হবে। কারণ উচ্চতায় বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 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 সেখানে পানি 75.88 C তাপমাত্রায় ফুটবে। কিন্তু এর মানে এই নয় যে পাহাড়ে রান্না করতে প্রায় অর্ধেক সময় লাগবে। পণ্যের 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, স্ফুটনাঙ্ক 90 সেন্টিগ্রেড হবে।

উল্লেখ্য, এই আইনটি বিপরীত দিকেও কাজ করে। যদি একটি তরল একটি বদ্ধ ফ্লাস্কে রাখা হয় যার মধ্য দিয়ে বাষ্প যেতে পারে না, তাহলে তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে বাষ্প তৈরি হয়, এই ফ্লাস্কে চাপ বাড়বে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় উচ্চ চাপে ফুটন্ত ঘটবে। 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। প্রদত্ত যে এই জাতীয় জলে কোনও অমেধ্য নেই, এটি রান্নার জন্য ব্যবহৃত 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

প্রায়শই লোকেরা কেটলিতে কোন তাপমাত্রায় জল ফুটতে আগ্রহী হয়, কারণ এই ডিভাইসগুলিই তারা তরল সিদ্ধ করতে ব্যবহার করে। অ্যাপার্টমেন্টে বায়ুমণ্ডলীয় চাপটি স্ট্যান্ডার্ডের 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। এতে জটিল কিছু নেই এবং শিশুরা স্কুলে এই ধরনের তথ্য পায়। মনে রাখা প্রধান জিনিস হল চাপ হ্রাসের সাথে, তরলের স্ফুটনাঙ্কও হ্রাস পায় এবং এর বৃদ্ধির সাথে সাথে এটিও বৃদ্ধি পায়।

ইন্টারনেটে, আপনি অনেকগুলি বিভিন্ন টেবিল খুঁজে পেতে পারেন যা বায়ুমণ্ডলীয় চাপের উপর তরলের স্ফুটনাঙ্কের নির্ভরতা নির্দেশ করে। এগুলি প্রত্যেকের জন্য উপলব্ধ এবং স্কুলের ছাত্র, ছাত্র এবং এমনকি প্রতিষ্ঠানের শিক্ষকরা সক্রিয়ভাবে ব্যবহার করে।

>> পদার্থবিজ্ঞান: তাপমাত্রার উপর সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপের নির্ভরতা। ফুটন্ত

তরল শুধু বাষ্পীভূত হয় না। এটি একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ফুটতে থাকে।
স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বনাম তাপমাত্রা. সম্পৃক্ত বাষ্পের অবস্থা, যেমন অভিজ্ঞতা দেখায় (আমরা পূর্ববর্তী অনুচ্ছেদে এটি সম্পর্কে কথা বলেছি), আনুমানিকভাবে একটি আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণ (10.4) দ্বারা বর্ণিত হয় এবং এর চাপ সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়

তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে চাপও বৃদ্ধি পায়। কারণ স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ আয়তনের উপর নির্ভর করে না, তাই এটি শুধুমাত্র তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
তবে নির্ভরতা r n.p.থেকে টি, পরীক্ষামূলকভাবে পাওয়া যায়, ধ্রুবক আয়তনে একটি আদর্শ গ্যাসের মতো সরাসরি সমানুপাতিক নয়। ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে, একটি বাস্তব সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ একটি আদর্শ গ্যাসের চাপের চেয়ে দ্রুত বৃদ্ধি পায় ( fig.11.1, বক্ররেখার বিভাগ এবি) এটি সুস্পষ্ট হয়ে ওঠে যদি আমরা বিন্দুগুলির মাধ্যমে একটি আদর্শ গ্যাসের আইসোকোরগুলি আঁকি কএবং ভিতরে(ড্যাশড লাইন)। ইহা কি জন্য ঘটিতেছে?

একটি বদ্ধ পাত্রে তরল গরম করা হলে তরলের কিছু অংশ বাষ্পে পরিণত হয়। ফলস্বরূপ, সূত্র অনুযায়ী (11.1) স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ শুধুমাত্র তরলের তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণে নয়, বাষ্পের অণুর ঘনত্ব (ঘনত্ব) বৃদ্ধির কারণেও বৃদ্ধি পায়।. মূলত, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে চাপের বৃদ্ধি ঘনত্বের বৃদ্ধি দ্বারা সুনির্দিষ্টভাবে নির্ধারিত হয়। একটি আদর্শ গ্যাস এবং সম্পৃক্ত বাষ্পের আচরণের প্রধান পার্থক্য হল যখন একটি বদ্ধ পাত্রে বাষ্পের তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয় (বা যখন ভলিউম পরিবর্তিত হয় স্থির তাপমাত্রা) বাষ্পের ভর পরিবর্তিত হয়। তরল আংশিকভাবে বাষ্পে পরিণত হয়, বা বিপরীতভাবে, বাষ্প আংশিকভাবে ঘনীভূত হয়। একটি আদর্শ গ্যাসের সাথে এরকম কিছুই ঘটে না।
যখন সমস্ত তরল বাষ্পীভূত হয়ে যায়, তখন বাষ্পটি আরও উত্তাপের পরে পরিপূর্ণ হওয়া বন্ধ করে দেবে, এবং ধ্রুবক আয়তনে এর চাপ পরম তাপমাত্রার সরাসরি অনুপাতে বৃদ্ধি পাবে (চিত্র দেখুন। fig.11.1, বক্ররেখার বিভাগ সূর্য).
. তরলের তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে বাষ্পীভবনের হারও বৃদ্ধি পায়। অবশেষে, তরল ফুটতে শুরু করে। ফুটন্ত হলে, দ্রুত বর্ধনশীল বাষ্পের বুদবুদগুলি তরলের আয়তন জুড়ে তৈরি হয়, যা পৃষ্ঠে ভাসতে থাকে। তরলের স্ফুটনাঙ্ক স্থির থাকে। কারণ তরলে সরবরাহকৃত সমস্ত শক্তি এটিকে বাষ্পে পরিণত করার জন্য ব্যয় হয়। কি অবস্থার অধীনে ফুটন্ত শুরু হয়?
তরলে সর্বদা দ্রবীভূত গ্যাস থাকে যা জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে নির্গত হয়, সেইসাথে তরলে ঝুলে থাকা ধূলিকণাগুলির উপর, যা বাষ্পীভবনের কেন্দ্র। বুদবুদের ভিতরের তরল বাষ্পগুলি পরিপূর্ণ হয়। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায় এবং বুদবুদগুলি আকারে বৃদ্ধি পায়। প্রফুল্ল শক্তির ক্রিয়ায় তারা ভেসে ওঠে। যদি তরলের উপরের স্তরগুলির তাপমাত্রা কম থাকে, তবে বুদবুদগুলিতে এই স্তরগুলিতে বাষ্প ঘনীভূত হয়। চাপ দ্রুত হ্রাস পায় এবং বুদবুদগুলি ভেঙে যায়। পতন এত দ্রুত হয় যে বুদবুদের দেয়াল ধাক্কা খেয়ে বিস্ফোরণের মতো কিছু তৈরি করে। এই মাইক্রোবিস্ফোরণের অনেকগুলি একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত শব্দ তৈরি করে। তরল যথেষ্ট গরম হয়ে গেলে, বুদবুদগুলি ভেঙে পড়া বন্ধ করে এবং পৃষ্ঠে ভাসতে থাকে। তরল ফুটবে। চুলায় কেটলিটি সাবধানে দেখুন। আপনি দেখতে পাবেন যে এটি ফুটানোর আগে প্রায় শব্দ করা বন্ধ করে দেয়।
তাপমাত্রার উপর স্যাচুরেশন বাষ্প চাপের নির্ভরতা ব্যাখ্যা করে কেন তরলের স্ফুটনাঙ্ক তার পৃষ্ঠের চাপের উপর নির্ভর করে। একটি বাষ্প বুদবুদ বাড়তে পারে যখন এর ভিতরে থাকা স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ তরলের চাপের থেকে সামান্য বেশি হয়, যা তরল পৃষ্ঠের উপর বায়ুর চাপ (বাহ্যিক চাপ) এবং তরল কলামের হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপের সমষ্টি।
আসুন আমরা এই বিষয়টিতে মনোযোগ দিই যে তরলের বাষ্পীভবন ফুটন্ত পয়েন্টের চেয়ে কম তাপমাত্রায় এবং শুধুমাত্র তরলের পৃষ্ঠ থেকে ঘটে; ফুটানোর সময়, তরলের পুরো আয়তন জুড়ে বাষ্পের গঠন ঘটে।
ফুটন্ত এমন একটি তাপমাত্রায় শুরু হয় যেখানে বুদবুদের স্যাচুরেশন বাষ্পের চাপ তরলের চাপের সমান।
বাহ্যিক চাপ যত বেশি হবে স্ফুটনাঙ্ক তত বেশি. সুতরাং, একটি বাষ্প বয়লারে 1.6 10 6 পা-এ চাপে, এমনকি 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায়ও জল ফুটে না। চিকিত্সা প্রতিষ্ঠানে hermetically সিল করা জাহাজে - অটোক্লেভ ( fig.11.2) উচ্চ চাপেও জল ফুটতে থাকে। অতএব, তরলের স্ফুটনাঙ্ক 100°C এর চেয়ে অনেক বেশি। অটোক্লেভগুলি অস্ত্রোপচারের যন্ত্রপাতি ইত্যাদি জীবাণুমুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়।

এবং বিপরীতভাবে, বাহ্যিক চাপ হ্রাস করে, আমরা এর ফলে স্ফুটনাঙ্ক কম করি. ফ্লাস্ক থেকে বায়ু এবং জলীয় বাষ্প পাম্প করে, আপনি ঘরের তাপমাত্রায় জল ফুটাতে পারেন ( fig.11.3) আপনি পাহাড়ে আরোহণ করার সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হ্রাস পায়, তাই স্ফুটনাঙ্ক হ্রাস পায়। 7134 মিটার উচ্চতায় (পামিরের লেনিন শিখর), চাপ প্রায় 4 10 4 Pa ​​(300 mm Hg)। সেখানে জল প্রায় 70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটে। এই অবস্থায় মাংস রান্না করা অসম্ভব।

প্রতিটি তরলের নিজস্ব স্ফুটনাঙ্ক রয়েছে, যা তার সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপের উপর নির্ভর করে। স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ যত বেশি হবে, তরলের স্ফুটনাঙ্ক তত কম হবে, যেহেতু নিম্ন তাপমাত্রায় স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান হয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, 100 ° C এর একটি ফুটন্ত বিন্দুতে, স্যাচুরেটেড জলীয় বাষ্পের চাপ 101,325 Pa (760 mm Hg), এবং পারদ বাষ্প মাত্র 117 Pa (0.88 mm Hg)। বুধ 357 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটেছে স্বাভাবিক চাপ.
একটি তরল ফুটতে থাকে যখন এর সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ তরলের ভিতরের চাপের সমান হয়।

???
1. ক্রমবর্ধমান চাপের সাথে স্ফুটনাঙ্ক কেন বৃদ্ধি পায়?
2. বুদবুদের মধ্যে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বাড়াতে এবং তাদের মধ্যে উপস্থিত বাতাসের চাপ না বাড়াতে ফুটানোর জন্য কেন অপরিহার্য?
3. কিভাবে পাত্র ঠান্ডা করে একটি তরল ফোঁড়া করা যায়? (এটি একটি কূট প্রশ্ন.)

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, পদার্থবিদ্যা গ্রেড 10

পাঠের বিষয়বস্তু পাঠের সারাংশসমর্থন ফ্রেম পাঠ উপস্থাপনা ত্বরণমূলক পদ্ধতি ইন্টারেক্টিভ প্রযুক্তি অনুশীলন করা কাজ এবং ব্যায়াম স্ব-পরীক্ষা কর্মশালা, প্রশিক্ষণ, কেস, অনুসন্ধান হোমওয়ার্ক আলোচনা প্রশ্ন ছাত্রদের থেকে অলঙ্কৃত প্রশ্ন ইলাস্ট্রেশন অডিও, ভিডিও ক্লিপ এবং মাল্টিমিডিয়াফটোগ্রাফ, ছবি গ্রাফিক্স, টেবিল, স্কিম হাস্যরস, উপাখ্যান, কৌতুক, কমিক্স উপমা, উক্তি, ক্রসওয়ার্ড পাজল, উদ্ধৃতি অ্যাড-অন বিমূর্তঅনুসন্ধিৎসু চিট শীট পাঠ্যপুস্তক মৌলিক এবং অন্যান্য পদের অতিরিক্ত শব্দকোষের জন্য নিবন্ধ চিপ পাঠ্যপুস্তক এবং পাঠের উন্নতিপাঠ্যপুস্তকের ভুল সংশোধন করাপাঠ্যপুস্তকের একটি টুকরো আপডেট করা পাঠে নতুনত্বের উপাদানগুলি অপ্রচলিত জ্ঞানকে নতুন দিয়ে প্রতিস্থাপন করে শুধুমাত্র শিক্ষকদের জন্য নিখুঁত পাঠবছরের জন্য ক্যালেন্ডার পরিকল্পনা নির্দেশিকাআলোচনা অনুষ্ঠান সমন্বিত পাঠ

আপনার যদি এই পাঠের জন্য সংশোধন বা পরামর্শ থাকে,

বাষ্পীভবন কেবল বাষ্পীভবনের ফলে নয়, ফুটন্ত সময়ও ঘটতে পারে। আসুন উদ্যমী দৃষ্টিকোণ থেকে ফুটন্ত বিবেচনা করা যাক।

একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বাতাস সবসময় তরলে দ্রবীভূত হয়। যখন একটি তরল উত্তপ্ত হয়, তখন এতে দ্রবীভূত গ্যাসের পরিমাণ হ্রাস পায়, যার ফলস্বরূপ এটির অংশটি জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে এবং তরলে স্থগিত দ্রবীভূত কঠিন কণাগুলিতে ছোট বুদবুদের আকারে নির্গত হয়। এই বায়ু বুদবুদে তরল বাষ্পীভূত হয়। সময়ের সাথে সাথে, তাদের মধ্যে থাকা বাষ্পগুলি স্যাচুরেটেড হয়ে যায়। আরও উত্তাপের সাথে, বুদবুদের ভিতরে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ এবং তাদের আয়তন বৃদ্ধি পায়। বুদবুদের অভ্যন্তরে বাষ্পের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান হয়ে গেলে, আর্কিমিডিসের প্রফুল্ল বলের প্রভাবে তারা তরলের পৃষ্ঠে উঠে যায়, ফেটে যায় এবং তাদের থেকে বাষ্প বেরিয়ে যায়। বাষ্পীভবন, যা একই সাথে তরল পৃষ্ঠ থেকে এবং তরলের ভিতরে বায়ু বুদবুদে পরিণত হয়, তাকে ফুটন্ত বলা হয়।যে তাপমাত্রায় বুদবুদের সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ বাহ্যিক চাপের সমান হয় তাকে বলে স্ফুটনাঙ্ক.

যেহেতু একই তাপমাত্রায় বিভিন্ন তরলের স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ ভিন্ন হয়, তারপরে বিভিন্ন তাপমাত্রাতারা সমান হয়ে যায় বায়ুমণ্ডলীয় চাপ. এর ফলে বিভিন্ন তরল বিভিন্ন তাপমাত্রায় ফুটতে থাকে। তরলের এই বৈশিষ্ট্যটি পেট্রোলিয়াম পণ্যের পরমানন্দে ব্যবহৃত হয়। যখন তেল উত্তপ্ত হয়, তখন এর সবচেয়ে মূল্যবান, উদ্বায়ী অংশগুলি (পেট্রোল) প্রথমে বাষ্পীভূত হয়, যেগুলি এইভাবে "ভারী" অবশিষ্টাংশ (তেল, জ্বালানী তেল) থেকে আলাদা হয়।

স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ যখন তরলের উপর বাহ্যিক চাপের সমান হয় তখন ফুটন্ত ঘটে তা থেকে বোঝা যায় যে তরলের স্ফুটনাঙ্ক বাহ্যিক চাপের উপর নির্ভর করে। যদি এটি বাড়ানো হয়, তবে তরল উচ্চ তাপমাত্রায় ফুটতে থাকে, যেহেতু স্যাচুরেটেড বাষ্পের বেশি প্রয়োজন হয় তাপ. বিপরীতভাবে, কম চাপে, তরল কম তাপমাত্রায় ফুটতে থাকে। এটি অভিজ্ঞতা দ্বারা যাচাই করা যেতে পারে। আমরা ফ্লাস্কের জল একটি ফোঁড়াতে গরম করি এবং স্পিরিট ল্যাম্পটি সরিয়ে ফেলি (চিত্র 37, ক)। পানি ফুটানো বন্ধ হয়ে যায়। একটি স্টপার দিয়ে ফ্লাস্কটি বন্ধ করার পরে, আমরা একটি পাম্পের সাহায্যে এটি থেকে বায়ু এবং জলীয় বাষ্প অপসারণ করতে শুরু করব, যার ফলে জলের উপর চাপ কমবে, যা "এর ফলে ফুটে ওঠে। এটিকে একটি খোলা ফ্লাস্কে ফুটিয়ে, বায়ু পাম্প করে ফ্লাস্কে পানির উপর চাপ বাড়বে (চিত্র 37, খ) এর ফুটন্ত বন্ধ হয়ে যায়। 1 এটিএমজল 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটে, এবং 10 atm- 180 ডিগ্রি সেলসিয়াসে। এই নির্ভরতা ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, অটোক্লেভে, জীবাণুমুক্ত করার জন্য ওষুধে, খাদ্য পণ্যের রান্নার গতি বাড়ানোর জন্য রান্নায়।

একটি তরল ফুটতে শুরু করার জন্য, এটি অবশ্যই ফুটন্ত বিন্দুতে উত্তপ্ত করতে হবে। এটি করার জন্য, তরলে শক্তি সরবরাহ করা প্রয়োজন, উদাহরণস্বরূপ, তাপের পরিমাণ Q \u003d সেমি (t ° থেকে - t ° 0). ফুটন্ত যখন, একটি তরল তাপমাত্রা স্থির থাকে। এটি ঘটে কারণ ফুটানোর সময় যে পরিমাণ তাপের রিপোর্ট করা হয় তা তরলের অণুর গতিশক্তি বাড়ানোর জন্য নয়, বরং আণবিক বন্ধন ভাঙার কাজে, অর্থাৎ বাষ্পীভবনের কাজে ব্যয় হয়। বাষ্প ঘনীভূত করার সময়, শক্তি সংরক্ষণের আইন অনুসারে, এটি বন্ধ করে দেয় পরিবেশতাপের পরিমাণ যা বাষ্পীভবনে ব্যয় করা হয়েছিল। ঘনীভবন স্ফুটনাঙ্কে সঞ্চালিত হয়, যা ঘনীভবন প্রক্রিয়া চলাকালীন স্থির থাকে। (কারণ ব্যাখ্যা করুন)।

আসুন বাষ্পীভবন এবং ঘনীকরণের জন্য তাপ ভারসাম্য সমীকরণ রচনা করি। তরলের স্ফুটনাঙ্কে নেওয়া বাষ্প, টিউব A (চিত্র 38, a) এর মাধ্যমে ক্যালোরিমিটারের জলে প্রবেশ করে, এতে ঘনীভূত হয় এবং এটি পাওয়ার জন্য ব্যয় করা তাপ পরিমাণ দেয়। এই ক্ষেত্রে, জল এবং ক্যালোরিমিটার শুধুমাত্র বাষ্পের ঘনীভবন থেকে নয়, এটি থেকে প্রাপ্ত তরল থেকেও প্রচুর পরিমাণে তাপ পায়। ভৌত পরিমাণের তথ্য সারণীতে দেওয়া আছে। 3.

ঘনীভূত বাষ্প তাপের পরিমাণ বন্ধ করে দিয়েছে Q p \u003d rm 3(চিত্র 38, খ)। বাষ্প থেকে প্রাপ্ত তরল, t ° 3 থেকে θ ° পর্যন্ত ঠান্ডা হয়ে তাপের পরিমাণ ছেড়ে দেয় Q 3 \u003d c 2 m 3 (t 3 ° - θ °)।

ক্যালোরিমিটার এবং জল, t ° 2 থেকে θ ° (চিত্র 38, c) থেকে উত্তাপিত, তাপের পরিমাণ পেয়েছে

Q 1 \u003d c 1 m 1 (θ ° - t ° 2); Q 2 \u003d c 2 m 2 (θ ° - t ° 2)।

শক্তির সংরক্ষণ এবং রূপান্তর আইনের উপর ভিত্তি করে

Q p + Q 3 \u003d Q 1 + Q 2,

ফুটন্ত- এটি বাষ্পীভবন যা একই সাথে উভয় পৃষ্ঠ থেকে এবং তরলের আয়তন জুড়ে ঘটে। এটির মধ্যে রয়েছে যে অসংখ্য বুদবুদ পপ আপ এবং ফেটে যায়, যার ফলে একটি চরিত্রগত ক্ষয় হয়।

অভিজ্ঞতা দেখায়, প্রদত্ত বাহ্যিক চাপে একটি তরল ফুটানো একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় শুরু হয় যা ফুটন্ত প্রক্রিয়ার সময় পরিবর্তিত হয় না এবং তাপ স্থানান্তরের ফলে বাইরে থেকে শক্তি সরবরাহ করা হলেই তা ঘটতে পারে (চিত্র 1) :

যেখানে L হল স্ফুটনাঙ্কে বাষ্পীভবনের নির্দিষ্ট তাপ।

ফুটন্ত প্রক্রিয়া: একটি তরলে সর্বদা একটি দ্রবীভূত গ্যাস থাকে, যার দ্রবীভূত হওয়ার মাত্রা ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে হ্রাস পায়। এছাড়াও, জাহাজের দেয়ালে শোষিত গ্যাস রয়েছে। যখন তরলটি নিচ থেকে উত্তপ্ত হয় (চিত্র 2), তখন গ্যাসটি জাহাজের দেয়ালের কাছে বুদবুদের আকারে বিকশিত হতে শুরু করে। এই বুদবুদের মধ্যে তরল বাষ্পীভূত হয়। অতএব, বায়ু ছাড়াও, তারা স্যাচুরেটেড বাষ্প ধারণ করে, যার চাপ ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং বুদবুদগুলি আয়তনে বৃদ্ধি পায় এবং ফলস্বরূপ, আর্কিমিডিস বাহিনী তাদের উপর কাজ করে বৃদ্ধি পায়। বুদবুদের মাধ্যাকর্ষণ শক্তির চেয়ে প্রফুল্ল বল বেশি হয়ে গেলে তা ভাসতে শুরু করে। কিন্তু যতক্ষণ না তরলটি সমানভাবে উত্তপ্ত হয়, যতক্ষণ না এটি বৃদ্ধি পায়, বুদবুদের আয়তন হ্রাস পায় (স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ কমতে থাকা তাপমাত্রার সাথে হ্রাস পায়) এবং, মুক্ত পৃষ্ঠে পৌঁছানোর আগে, বুদবুদগুলি অদৃশ্য হয়ে যায় (পতন) (চিত্র 2, ক), যে কারণে আমরা ফুটানোর আগে একটি চরিত্রগত শব্দ শুনতে পাই। যখন তরলের তাপমাত্রা সমান হয়, তখন বুদবুদের আয়তন বৃদ্ধির সাথে সাথে বাড়বে, যেহেতু স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ পরিবর্তিত হয় না এবং বুদবুদের উপর বাহ্যিক চাপ, যা বুদবুদের উপরে থাকা তরলটির হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপের সমষ্টি। এবং বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হ্রাস পায়। বুদবুদ তরলের মুক্ত পৃষ্ঠে পৌঁছায়, ফেটে যায় এবং স্যাচুরেটেড বাষ্প বেরিয়ে আসে (চিত্র 2, খ) - তরল ফোঁড়া। বুদবুদের সম্পৃক্ততা বাষ্পের চাপ কার্যত বাইরের চাপের সমান।

যে তাপমাত্রায় একটি তরলের সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ তার মুক্ত পৃষ্ঠের বাইরের চাপের সমান হয় তাকে বলে স্ফুটনাঙ্কতরল

যেহেতু ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায় এবং ফুটানোর সময় এটি বাহ্যিক চাপের সমান হওয়া উচিত, বাহ্যিক চাপ বৃদ্ধির সাথে ফুটন্ত তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।

স্ফুটনাঙ্কও অমেধ্য উপস্থিতির উপর নির্ভর করে, সাধারণত অমেধ্যের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়।

যদি তরলটি প্রথমে এতে দ্রবীভূত গ্যাস থেকে মুক্ত হয়, তবে এটি অতিরিক্ত উত্তপ্ত হতে পারে, যেমন স্ফুটনাঙ্কের উপরে তাপ। এটি তরলের একটি অস্থির অবস্থা। পর্যাপ্ত ছোট ঝাঁকুনি এবং তরল ফোঁড়া, এবং এর তাপমাত্রা অবিলম্বে ফুটন্ত পয়েন্টে নেমে যায়।