ઘર સ્વચ્છતા લીડના સ્ફટિકીકરણની ચોક્કસ ગરમી. વિષય: "ગલન અને સ્ફટિકીકરણ

સ્વચ્છતા

લીડના સ્ફટિકીકરણની ચોક્કસ ગરમી. વિષય: "ગલન અને સ્ફટિકીકરણ

આ પાઠમાં આપણે "ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી" ના ખ્યાલનો અભ્યાસ કરીશું. આ મૂલ્ય ગલનબિંદુ પર 1 કિગ્રા પદાર્થને આપવામાં આવતી ગરમીની માત્રાને દર્શાવે છે જેથી તે નક્કર સ્થિતિપ્રવાહીમાં ફેરવાય છે (અથવા ઊલટું).

અમે પદાર્થના ઓગળવા (અથવા સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન છોડવામાં આવે છે) માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા શોધવા માટેના સૂત્રનો અભ્યાસ કરીશું.

વિષય: પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ

પાઠ: ગલનની ચોક્કસ ગરમી

આ પાઠ પદાર્થના ગલન (સ્ફટિકીકરણ) ની મુખ્ય લાક્ષણિકતા માટે સમર્પિત છે - ફ્યુઝનની વિશિષ્ટ ગરમી.

છેલ્લા પાઠમાં આપણે આ પ્રશ્નને સ્પર્શ કર્યો: ગલન દરમિયાન શરીરની આંતરિક ઊર્જા કેવી રીતે બદલાય છે?

અમને જાણવા મળ્યું કે જ્યારે ગરમી ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે શરીરની આંતરિક ઊર્જા વધે છે. તે જ સમયે, આપણે જાણીએ છીએ કે શરીરની આંતરિક ઊર્જાને તાપમાન જેવા ખ્યાલ દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. જેમ આપણે પહેલાથી જ જાણીએ છીએ, ગલન દરમિયાન તાપમાન બદલાતું નથી. તેથી, એક શંકા ઊભી થઈ શકે છે કે આપણે વિરોધાભાસ સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ: આંતરિક ઊર્જા વધે છે, પરંતુ તાપમાન બદલાતું નથી.

આ હકીકત માટે સમજૂતી એકદમ સરળ છે: બધી ઊર્જા સ્ફટિક જાળીનો નાશ કરવામાં ખર્ચવામાં આવે છે. વિપરીત પ્રક્રિયા સમાન છે: સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન, પદાર્થના પરમાણુઓ તેમાં ભેગા થાય છે એકીકૃત સિસ્ટમ, જ્યારે વધારાની ઊર્જા બાહ્ય વાતાવરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે અને શોષાય છે.

વિવિધ પ્રયોગોના પરિણામે, તે સ્થાપિત કરવું શક્ય બન્યું કે એક જ પદાર્થને ઘનમાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વિવિધ પ્રમાણમાં ગરમીની જરૂર પડે છે.

પછી પદાર્થના સમાન સમૂહ સાથે ગરમીની આ માત્રાની તુલના કરવાનો નિર્ણય લેવામાં આવ્યો. આનાથી ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી જેવી લાક્ષણિકતાનો દેખાવ થયો.

વ્યાખ્યા

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી- ઘનમાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે ગલનબિંદુ સુધી ગરમ કરાયેલા પદાર્થના 1 કિલોગ્રામને આપવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ.

1 કિલો પદાર્થના સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન સમાન રકમ છોડવામાં આવે છે.

તે ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે (ગ્રીક અક્ષર, "લેમ્બડા" અથવા "લેમ્બડા" તરીકે વાંચવામાં આવે છે).

માપનના એકમો: . IN આ કિસ્સામાંપરિમાણમાં કોઈ તાપમાન નથી, કારણ કે ગલન (સ્ફટિકીકરણ) દરમિયાન તાપમાન બદલાતું નથી.

પદાર્થને ઓગળવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રાની ગણતરી કરવા માટે, સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છે:

ગરમીની માત્રા (જે);

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી (, જે કોષ્ટકમાં જોવામાં આવે છે;

પદાર્થનો સમૂહ.

જ્યારે શરીર સ્ફટિકીકરણ કરે છે, ત્યારે તે "-" ચિહ્ન સાથે લખવામાં આવે છે, કારણ કે ગરમી છોડવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ બરફના મિશ્રણની વિશિષ્ટ ગરમી છે:

. અથવા આયર્નના ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી:

હકીકત એ છે કે બરફના મિશ્રણની વિશિષ્ટ ગરમી લોખંડના મિશ્રણની વિશિષ્ટ ગરમી કરતાં વધુ હોવાનું આશ્ચર્યજનક ન હોવું જોઈએ. ચોક્કસ પદાર્થને ઓગળવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર પડે છે તે પદાર્થની લાક્ષણિકતાઓ પર આધાર રાખે છે, ખાસ કરીને, આ પદાર્થના કણો વચ્ચેના બોન્ડની ઊર્જા પર.

આ પાઠમાં આપણે ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમીની વિભાવના જોઈ.

આગલા પાઠમાં આપણે શીખીશું કે સ્ફટિકીય પદાર્થોને ગરમ કરવા અને પીગળવા જેવી સમસ્યાઓને કેવી રીતે હલ કરવી.

સંદર્ભો

Gendenshtein L. E., Kaidalov A. B., Kozhevnikov V. B. ભૌતિકશાસ્ત્ર 8 / Ed. ઓર્લોવા વી.એ., રોઈઝેના આઈ.આઈ. - એમ.: નેમોસીન.
પેરીશ્કિન એ.વી. ભૌતિકશાસ્ત્ર 8. - એમ.: બસ્ટર્ડ, 2010.
Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. ભૌતિકશાસ્ત્ર 8. - M.: શિક્ષણ.

ભૌતિકશાસ્ત્ર, મિકેનિક્સ, વગેરે ().
કૂલ ભૌતિકશાસ્ત્ર ().
ઈન્ટરનેટ પોર્ટલ Kaf-fiz-1586.narod.ru ().

હોમવર્ક

મેલ્ટિંગ એ શરીરનું સ્ફટિકીય ઘન અવસ્થામાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં સંક્રમણ છે. ગલન ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમીના શોષણ સાથે થાય છે અને તે પ્રથમ-ક્રમના તબક્કાનું સંક્રમણ છે.

ઓગળવાની ક્ષમતા એ પદાર્થના ભૌતિક ગુણધર્મોનો સંદર્ભ આપે છે

મુ સામાન્ય દબાણ, ધાતુઓમાં સૌથી વધુ ગલનબિંદુ ટંગસ્ટન (3422 °C), સામાન્ય રીતે સરળ પદાર્થો - કાર્બન (વિવિધ સ્ત્રોતો અનુસાર, 3500 - 4500 °C) અને મનસ્વી પદાર્થોમાં - હેફનિયમ કાર્બાઇડ HfC (3890 °C). આપણે ધારી શકીએ કે હિલીયમમાં સૌથી નીચો ગલનબિંદુ છે: સામાન્ય દબાણે તે મનસ્વી રીતે નીચા તાપમાને પ્રવાહી રહે છે.

સામાન્ય દબાણ પરના ઘણા પદાર્થોમાં પ્રવાહી તબક્કો હોતો નથી. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તેઓ તરત જ ઉત્કર્ષ દ્વારા વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં પરિવર્તિત થાય છે.

આકૃતિ 9 - બરફ ગલન

સ્ફટિકીકરણ એ સ્ફટિકોની રચના સાથે પ્રવાહીમાંથી ઘન સ્ફટિકીય સ્થિતિમાં પદાર્થના તબક્કાવાર સંક્રમણની પ્રક્રિયા છે.

તબક્કો એ થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમનો એક સમાન ભાગ છે જે સિસ્ટમના અન્ય ભાગો (અન્ય તબક્કાઓ) થી ઇન્ટરફેસ દ્વારા અલગ પડે છે, જેમાંથી પસાર થવા પર રાસાયણિક રચના, પદાર્થની રચના અને ગુણધર્મો અચાનક બદલાય છે.

આકૃતિ 10 - બરફની રચના સાથે પાણીનું સ્ફટિકીકરણ

સ્ફટિકીકરણ એ સોલ્યુશન અથવા પીગળવામાંથી સ્ફટિકોના સ્વરૂપમાં ઘન તબક્કાને અલગ કરવાની પ્રક્રિયા છે, સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ તેમના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં પદાર્થો મેળવવા માટે થાય છે.

સ્ફટિકીકરણ ત્યારે શરૂ થાય છે જ્યારે ચોક્કસ મર્યાદિત સ્થિતિ પહોંચી જાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રવાહીનું સુપરકૂલિંગ અથવા વરાળનું અતિસંતૃપ્તિ, જ્યારે ઘણા નાના સ્ફટિકો - સ્ફટિકીકરણ કેન્દ્રો - લગભગ તરત જ દેખાય છે. સ્ફટિકો પ્રવાહી અથવા વરાળમાંથી અણુઓ અથવા પરમાણુઓને જોડીને વધે છે. સ્ફટિક ચહેરાઓની વૃદ્ધિ સ્તર દ્વારા થાય છે; સ્ફટિકીકરણની સ્થિતિ પર વૃદ્ધિ દરની અવલંબન વિવિધ વિકાસ સ્વરૂપો અને સ્ફટિક રચનાઓ (પોલિહેડ્રલ, લેમેલર, સોય-આકારની, હાડપિંજર, ડેંડ્રિટિક અને અન્ય આકારો, પેન્સિલ સ્ટ્રક્ચર્સ વગેરે) તરફ દોરી જાય છે. સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન, વિવિધ ખામીઓ અનિવાર્યપણે ઊભી થાય છે.

સ્ફટિકીકરણ કેન્દ્રોની સંખ્યા અને વૃદ્ધિ દર સુપરકૂલિંગની ડિગ્રી દ્વારા નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે.

સુપરકૂલિંગની ડિગ્રી એ સ્ફટિકીય (નક્કર) ફેરફારમાં તેના સંક્રમણના તાપમાનની નીચે પ્રવાહી ધાતુના ઠંડકનું સ્તર છે. સ્ફટિકીકરણની સુપ્ત ગરમીની ઊર્જાની ભરપાઈ કરવી જરૂરી છે. પ્રાથમિક સ્ફટિકીકરણ એ પ્રવાહીમાંથી ઘન સ્થિતિમાં સંક્રમણ દરમિયાન ધાતુઓ (અને એલોય) માં સ્ફટિકોની રચના છે.

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી (પણ: ફ્યુઝનની એન્થાલ્પી; સ્ફટિકીકરણની ચોક્કસ ગરમીનો એક સમકક્ષ ખ્યાલ પણ છે) - ગરમીનું પ્રમાણ કે જે સ્ફટિકીય પદાર્થના સમૂહના એક એકમને સમતુલામાં સમતુલા ઇસોબેરિક-આઇસોથર્મલ પ્રક્રિયામાં આપવામાં આવવી જોઈએ. તેને ઘન (સ્ફટિકીય) અવસ્થામાંથી પ્રવાહીમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે (પછી પદાર્થના સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન સમાન પ્રમાણમાં ગરમી છોડવામાં આવે છે).

ગલન અથવા સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન ગરમીની માત્રા: Q=ml

બાષ્પીભવન અને ઉકળતા. બાષ્પીભવનની ચોક્કસ ગરમી

બાષ્પીભવન એ પદાર્થના પ્રવાહી અવસ્થામાંથી વાયુ અવસ્થા (વરાળ)માં સંક્રમણની પ્રક્રિયા છે. બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા ઘનીકરણ પ્રક્રિયાની વિપરીત છે (બાષ્પ અવસ્થામાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં સંક્રમણ. બાષ્પીભવન (બાષ્પીભવન), પદાર્થનું ઘન (ઘન અથવા પ્રવાહી) તબક્કામાંથી વાયુયુક્ત (બાષ્પ)માં સંક્રમણ; પ્રથમ ક્રમ તબક્કો સંક્રમણ.

ઉચ્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં બાષ્પીભવનનો વધુ વિકસિત ખ્યાલ છે

બાષ્પીભવન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં કણો (અણુઓ, અણુઓ) પ્રવાહી અથવા ઘન સપાટી પરથી Ek > Ep સાથે ઉડી જાય છે (તૂટે છે).

આકૃતિ 11 - ચાના પ્યાલા પર બાષ્પીભવન

બાષ્પીભવનની ચોક્કસ ગરમી (બાષ્પીભવન) (L) -- ભૌતિક જથ્થો, ઉકળતા બિંદુએ લીધેલા પદાર્થના 1 કિલો પદાર્થને પ્રવાહીમાંથી વાયુ અવસ્થામાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે ઉષ્માનું પ્રમાણ દર્શાવે છે. બાષ્પીભવનની ચોક્કસ ગરમી J/kg માં માપવામાં આવે છે.

ઉકળતા એ પ્રવાહીમાં બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા છે (પ્રવાહીમાંથી પદાર્થનું વાયુયુક્ત અવસ્થામાં સંક્રમણ), તબક્કાના વિભાજનની સીમાઓના દેખાવ સાથે. પર ઉત્કલન બિંદુ વાતાવરણીય દબાણસામાન્ય રીતે રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ પદાર્થની મુખ્ય ભૌતિક રાસાયણિક લાક્ષણિકતાઓમાંની એક તરીકે આપવામાં આવે છે.

ઉકાળવું એ પ્રથમ-ક્રમના તબક્કાનું સંક્રમણ છે. બાષ્પીભવન કેન્દ્રોની રચનાને કારણે, પ્રાપ્ત ઉકળતા તાપમાન અને અશુદ્ધિઓની હાજરી બંને દ્વારા નિર્ધારિત, સપાટી પરથી બાષ્પીભવન કરતાં ઉકળતા વધુ તીવ્રતાથી થાય છે.

પરપોટાની રચનાની પ્રક્રિયા દબાણથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે, ધ્વનિ તરંગો, આયનીકરણ. ખાસ કરીને, તે બબલ ચેમ્બર ચલાવતા ચાર્જ કરેલા કણોના પેસેજ દરમિયાન આયનીકરણમાંથી પ્રવાહીના માઇક્રોવોલ્યુમને ઉકાળવાના સિદ્ધાંત પર છે.

આકૃતિ 12 - ઉકળતા પાણી

ઉકળતા દરમિયાન ગરમીનું પ્રમાણ, પ્રવાહીનું બાષ્પીભવન અને વરાળનું ઘનીકરણ: Q=mL

ઘન પદાર્થને ઓગળવા માટે, તેને ગરમ કરવું આવશ્યક છે. અને કોઈપણ શરીરને ગરમ કરતી વખતે, એક વિચિત્ર લક્ષણ નોંધવામાં આવે છે

વિશિષ્ટતા આ છે: શરીરનું તાપમાન ગલનબિંદુ સુધી વધે છે, અને પછી આખું શરીર પ્રવાહી સ્થિતિમાં પસાર થાય ત્યાં સુધી અટકે છે. ઓગળ્યા પછી, તાપમાન ફરીથી વધવાનું શરૂ થાય છે, જો, અલબત્ત, ગરમી ચાલુ રાખવામાં આવે છે. એટલે કે, એક એવો સમયગાળો છે જે દરમિયાન આપણે શરીરને ગરમ કરીએ છીએ, પરંતુ તે ગરમ થતું નથી. આપણે જે ઉષ્મા ઊર્જા ખર્ચીએ છીએ તે ક્યાં જાય છે? આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે, આપણે શરીરની અંદર જોવાની જરૂર છે.

ઘન માં, અણુઓ ચોક્કસ ક્રમમાં સ્ફટિકોના રૂપમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. તેઓ વ્યવહારીક રીતે ખસેડતા નથી, ફક્ત સ્થાને સહેજ ઓસીલેટીંગ કરે છે. પદાર્થને પ્રવાહી સ્થિતિમાં પ્રવેશવા માટે, પરમાણુઓને વધારાની ઊર્જા આપવાની જરૂર છે જેથી કરીને તેઓ સ્ફટિકોમાં પડોશી અણુઓના આકર્ષણથી બચી શકે. શરીરને ગરમ કરીને, આપણે અણુઓને આ જરૂરી ઉર્જા આપીએ છીએ. અને જ્યાં સુધી તમામ પરમાણુઓ પૂરતી ઉર્જા પ્રાપ્ત ન કરે અને તમામ સ્ફટિકોનો નાશ ન થાય ત્યાં સુધી શરીરનું તાપમાન વધતું નથી. પ્રયોગો દર્શાવે છે કે એક જ દળના વિવિધ પદાર્થોને સંપૂર્ણપણે ઓગળવા માટે વિવિધ પ્રમાણમાં ગરમીની જરૂર પડે છે.

એટલે કે, ત્યાં એક ચોક્કસ મૂલ્ય છે જેના પર તે નિર્ભર છે પદાર્થને ઓગળવા માટે કેટલી ગરમી શોષવાની જરૂર છે?. અને આ મૂલ્ય વિવિધ પદાર્થો માટે અલગ છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં આ જથ્થાને પદાર્થના ફ્યુઝનની વિશિષ્ટ ગરમી કહેવામાં આવે છે. ફરીથી, પ્રયોગોના પરિણામે, ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી વિવિધ પદાર્થોઅને વિશિષ્ટ કોષ્ટકોમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે જેમાંથી આ માહિતી મેળવી શકાય છે. ફ્યુઝનની વિશિષ્ટ ગરમી ગ્રીક અક્ષર λ (લેમ્બડા) દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, અને માપનનું એકમ 1 J/kg છે.

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી માટેનું સૂત્ર

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી સૂત્ર દ્વારા જોવા મળે છે:

જ્યાં Q એ m સમૂહના શરીરને ઓગળવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ છે.

ફરીથી, તે પ્રયોગો પરથી જાણવા મળે છે કે જ્યારે પદાર્થો મજબૂત બને છે, ત્યારે તેઓ તેટલી જ ગરમી છોડે છે જે તેમને ઓગળવા માટે જરૂરી હતી. પરમાણુઓ, ઊર્જા ગુમાવે છે, સ્ફટિક બનાવે છે, અન્ય પરમાણુઓના આકર્ષણનો પ્રતિકાર કરવામાં અસમર્થ છે. અને ફરીથી, જ્યાં સુધી આખું શરીર સખત ન થાય ત્યાં સુધી શરીરનું તાપમાન ઘટશે નહીં, અને જ્યાં સુધી તેના ગલન પર ખર્ચવામાં આવેલી બધી ઊર્જા છૂટી ન જાય ત્યાં સુધી. એટલે કે, ફ્યુઝનની વિશિષ્ટ ગરમી બતાવે છે કે m સમૂહના શરીરને ઓગળવા માટે કેટલી ઊર્જાનો ખર્ચ કરવો પડશે અને જ્યારે આ શરીર મજબૂત થશે ત્યારે કેટલી ઊર્જા છોડવામાં આવશે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઘન અવસ્થામાં પાણીના ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી, એટલે કે, બરફના મિશ્રણની વિશિષ્ટ ગરમી 3.4 * 105 J/kg છે. આ ડેટા તમને કોઈપણ સમૂહના બરફને ઓગળવા માટે કેટલી ઉર્જા જરૂરી છે તેની ગણતરી કરવા દે છે. બરફ અને પાણીની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતાને પણ જાણીને, તમે ચોક્કસ પ્રક્રિયા માટે કેટલી ઊર્જાની જરૂર છે તેની ચોક્કસ ગણતરી કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, 2 કિલો વજનનો બરફ પીગળવો અને તાપમાન - 30˚C અને પરિણામી પાણીને ઉકાળો. કોઈપણ માલના ઉત્પાદનમાં વાસ્તવિક ઊર્જા ખર્ચની ગણતરી કરવા માટે ઉદ્યોગમાં વિવિધ પદાર્થો માટેની આવી માહિતી ખૂબ જ જરૂરી છે.

અમૂર્ત

"ઓગળતી સંસ્થાઓ"

પૂર્ણ:

Prysyazhnyuk ઓલ્ગા 9-A

તપાસેલ:

નેવઝોરોવા તાત્યાના ઇગોરેવના

પરિચય

1) ગરમીની માત્રાની ગણતરી

2) ગલન

3) ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી

4) ગલન ધાતુઓ

5) પાણીના ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ

6) ઓગળે છે

7) ગલન વિશે રસપ્રદ તથ્યો

નિષ્કર્ષ (નિષ્કર્ષ)

વપરાયેલ સાહિત્યની સૂચિ

પરિચય

એકંદર રાજ્ય એ પદાર્થની સ્થિતિ છે જે ચોક્કસ ગુણાત્મક ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: વોલ્યુમ અને આકાર જાળવવાની ક્ષમતા અથવા અસમર્થતા, લાંબા- અને ટૂંકા-શ્રેણીના ઓર્ડરની હાજરી અથવા ગેરહાજરી અને અન્ય. એકત્રીકરણની સ્થિતિમાં ફેરફાર મુક્ત ઊર્જા, એન્ટ્રોપી, ઘનતા અને અન્ય મૂળભૂત ભૌતિક ગુણધર્મોમાં અચાનક ફેરફાર સાથે થઈ શકે છે.

એકત્રીકરણની ત્રણ મુખ્ય સ્થિતિઓ છે: ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ. કેટલીકવાર પ્લાઝ્માને એકત્રીકરણની સ્થિતિ તરીકે વર્ગીકૃત કરવું સંપૂર્ણપણે યોગ્ય નથી. એકત્રીકરણની અન્ય સ્થિતિઓ છે, ઉદાહરણ તરીકે, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ્સ અથવા બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ.

એકત્રીકરણની સ્થિતિમાં ફેરફાર થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ છે જેને તબક્કા સંક્રમણ કહેવાય છે. નીચેની જાતો અલગ પડે છે: ઘનથી પ્રવાહી સુધી - ગલન; પ્રવાહીથી વાયુ સુધી - બાષ્પીભવન અને ઉકળતા; ઘનથી વાયુયુક્ત સુધી - ઉત્કૃષ્ટતા; વાયુયુક્ત થી પ્રવાહી અથવા ઘન - ઘનીકરણ. વિશિષ્ટ લક્ષણપ્લાઝ્મા રાજ્યમાં સંક્રમણની તીવ્ર સીમાની ગેરહાજરી છે.

વર્ણન માટે વિવિધ શરતોભૌતિકશાસ્ત્રમાં થર્મોડાયનેમિક તબક્કાના વ્યાપક ખ્યાલનો ઉપયોગ થાય છે. અસાધારણ ઘટના કે જે એક તબક્કામાંથી બીજા તબક્કામાં સંક્રમણનું વર્ણન કરે છે તેને જટિલ ઘટના કહેવામાં આવે છે.

સોલિડ: વોલ્યુમ અને આકાર જાળવી રાખવાની ક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ સ્થિતિ. ઘન ના અણુઓ સંતુલન અવસ્થાની આસપાસ માત્ર નાના સ્પંદનોથી પસાર થાય છે. ત્યાં લાંબા અને ટૂંકા શ્રેણી બંને ઓર્ડર છે.

પ્રવાહી: દ્રવ્યની સ્થિતિ જેમાં તેની સંકોચનક્ષમતા ઓછી હોય છે, એટલે કે તે વોલ્યુમ સારી રીતે જાળવી રાખે છે, પરંતુ આકાર જાળવી રાખવામાં અસમર્થ હોય છે. પ્રવાહી સરળતાથી કન્ટેનરનો આકાર લે છે જેમાં તે મૂકવામાં આવે છે. પ્રવાહીના અણુઓ અથવા પરમાણુઓ સંતુલન સ્થિતિની નજીક વાઇબ્રેટ થાય છે, અન્ય અણુઓ દ્વારા બંધ થાય છે અને ઘણીવાર અન્ય મુક્ત સ્થાનો પર કૂદી પડે છે. માત્ર શોર્ટ-રેન્જ ઓર્ડર હાજર છે.

ગેસ: સારી સંકોચનક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ સ્થિતિ, વોલ્યુમ અને આકાર બંને જાળવી રાખવાની ક્ષમતાનો અભાવ. ગેસ તેને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ પર કબજો કરે છે. ગેસના અણુઓ અથવા પરમાણુઓ પ્રમાણમાં મુક્ત રીતે વર્તે છે, તેમની વચ્ચેનું અંતર તેમના કદ કરતા ઘણું મોટું છે.

અન્ય સ્થિતિઓ: જ્યારે ઊંડે ઊંડે ઠંડુ થાય છે, ત્યારે કેટલાક (બધા નહીં) પદાર્થો સુપરકન્ડક્ટિંગ અથવા સુપરફ્લુઇડ સ્થિતિમાં પરિવર્તિત થાય છે. આ અવસ્થાઓ, અલબત્ત, અલગ થર્મોડાયનેમિક તબક્કાઓ છે, પરંતુ તેમની બિન-સાર્વત્રિકતાને કારણે તેમને ભાગ્યે જ દ્રવ્યની નવી એકંદર અવસ્થાઓ કહી શકાય. પેસ્ટ, જેલ, સસ્પેન્શન, એરોસોલ, વગેરે જેવા વિજાતીય પદાર્થો, જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં ઘન અને પ્રવાહી અને વાયુઓ બંનેના ગુણધર્મો દર્શાવે છે, તેને સામાન્ય રીતે વિખેરાયેલી સામગ્રી તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, અને દ્રવ્યની કોઈ ચોક્કસ એકંદર સ્થિતિ માટે નહીં.

ગલન

ચોખા. 1. શુદ્ધ પદાર્થની સ્થિતિ (ડાયાગ્રામ)

ચોખા. 2. સ્ફટિકીય શરીરનું ગલનબિંદુ

ચોખા. 3. આલ્કલી ધાતુઓનું ગલનબિંદુ

ગલન એ પદાર્થનું સ્ફટિકીય (ઘન) અવસ્થામાંથી પ્રવાહીમાં સંક્રમણ છે; ગરમીના શોષણ (પ્રથમ-ક્રમના તબક્કામાં સંક્રમણ) સાથે થાય છે. શુદ્ધ પદાર્થોના મિશ્રણની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ ગલનબિંદુ (Tm) અને ફ્યુઝનની પ્રક્રિયા હાથ ધરવા માટે જરૂરી ગરમી (ફ્યુઝન Qm ની ગરમી) છે.

P. નું તાપમાન બાહ્ય દબાણ p પર આધાર રાખે છે; શુદ્ધ પદાર્થના સ્ટેટ ડાયાગ્રામ પર, આ અવલંબનને ગલન કર્વ (ફિગ. 1 માં ઘન અને પ્રવાહી તબક્કાઓના સહઅસ્તિત્વનો વળાંક, AD અથવા AD") દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. એલોય અને નક્કર ઉકેલોનું ગલન, નિયમ તરીકે, થાય છે. તાપમાનની શ્રેણી (અપવાદ એ સતત ટીએમ સાથે યુટેક્ટિક્સ છે) આપેલ દબાણ પર તેની રચના પર એલોયના રૂપાંતરણની શરૂઆત અને અંતના તાપમાનની અવલંબનને ખાસ રેખાઓ (લિક્વિડસ અને સોલિડસ કર્વ્સ) દ્વારા રાજ્ય આકૃતિઓ પર દર્શાવવામાં આવે છે. ફિગ જુઓ. ડ્યુઅલ સિસ્ટમ્સ). સંખ્યાબંધ ઉચ્ચ-પરમાણુ સંયોજનો માટે (ઉદાહરણ તરીકે, પ્રવાહી સ્ફટિકો બનાવવા માટે સક્ષમ પદાર્થો), ઘન સ્ફટિકીય અવસ્થામાંથી આઇસોટ્રોપિક પ્રવાહીમાં સંક્રમણ તબક્કામાં થાય છે (ચોક્કસ તાપમાનની શ્રેણીમાં), દરેક તબક્કો વિનાશના ચોક્કસ તબક્કાને દર્શાવે છે. સ્ફટિકીય માળખું.

ચોક્કસ તાપમાનની હાજરી P. - મહત્વપૂર્ણ સંકેતઘન પદાર્થોનું યોગ્ય સ્ફટિકીય માળખું. આ લક્ષણ દ્વારા, તેઓ આકારહીન ઘન પદાર્થોથી સરળતાથી ઓળખી શકાય છે કે જેમાં નિશ્ચિત ગલનબિંદુ નથી. આકારહીન ઘન પદાર્થો ધીમે ધીમે પ્રવાહી સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ નરમ થાય છે (જુઓ આકારહીન સ્થિતિ). શુદ્ધ ધાતુઓમાં ટંગસ્ટનનું તાપમાન સૌથી વધુ છે (3410 °C), અને પારો સૌથી નીચો (-38.9 °C) ધરાવે છે. ખાસ કરીને પ્રત્યાવર્તન સંયોજનોમાં સમાવેશ થાય છે: TiN (3200 °C), HfN (3580 °C), ZrC (3805 °C), TaC (4070 °C), HfC (4160 °C), વગેરે. નિયમ પ્રમાણે, ઉચ્ચ તાપમાન ધરાવતા પદાર્થો માટે Tmelt Qmelt ના ઉચ્ચ મૂલ્યો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સ્ફટિકીય પદાર્થોમાં હાજર અશુદ્ધિઓ તેમના ગલનબિંદુને ઘટાડે છે. આનો ઉપયોગ વ્યવહારમાં નીચા ગલનબિંદુ સાથે એલોય (ઉદાહરણ તરીકે જુઓ, ગલનબિંદુ = 68 °C સાથે વુડ્સ એલોય) અને ઠંડુ મિશ્રણ બનાવવા માટે થાય છે.

જ્યારે સ્ફટિકીય પદાર્થ Tm સુધી પહોંચે છે ત્યારે P. શરૂ થાય છે. પ્રક્રિયાની શરૂઆતથી તેની પૂર્ણાહુતિ સુધી, પદાર્થને ગરમી આપવા છતાં, પદાર્થનું તાપમાન સ્થિર અને Tmelt જેટલું જ રહે છે (ફિગ. 2). ક્રિસ્ટલને T > Tmel in પર ગરમ કરો સામાન્ય સ્થિતિનિષ્ફળ જાય છે (ઓવરહિટીંગ જુઓ), જ્યારે સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન, મેલ્ટનું નોંધપાત્ર સુપરકૂલિંગ પ્રમાણમાં સરળતાથી પ્રાપ્ત થાય છે.

દબાણ p પર Tmel ની નિર્ભરતાની પ્રકૃતિ P. પર વોલ્યુમેટ્રિક ફેરફારો (DVmel) ની દિશા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. (જુઓ ક્લેપીરોન-ક્લોસિયસ સમીકરણ). મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, પદાર્થોનું પ્રકાશન તેમના જથ્થામાં વધારો (સામાન્ય રીતે કેટલાક ટકા દ્વારા) સાથે છે. જો આવું થાય, તો દબાણમાં વધારો ટેમેલ્ટ (ફિગ. 3) માં વધારો તરફ દોરી જાય છે. જો કે, કેટલાક પદાર્થો (પાણી, સંખ્યાબંધ ધાતુઓ અને મેટાલાઈડ્સ, ફિગ 1 જુઓ) પી દરમિયાન વોલ્યુમમાં ઘટાડો થાય છે. આ પદાર્થોના P. નું તાપમાન વધતા દબાણ સાથે ઘટે છે.

P. પદાર્થના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર સાથે છે: એન્ટ્રોપીમાં વધારો, જે પદાર્થની સ્ફટિકીય રચનામાં અવ્યવસ્થાને પ્રતિબિંબિત કરે છે; ગરમીની ક્ષમતામાં વધારો, વિદ્યુત પ્રતિકાર[કેટલાક સેમીમેટલ્સ (Bi, Sb) અને સેમિકન્ડક્ટર (Ge) ના અપવાદ સાથે, જે પ્રવાહી સ્થિતિમાં ઊંચી વિદ્યુત વાહકતા ધરાવે છે]. પી દરમિયાન શીયર રેઝિસ્ટન્સ લગભગ શૂન્ય થઈ જાય છે. સ્થિતિસ્થાપક તરંગો, પ્રવાહી જુઓ), ધ્વનિના પ્રસારની ઝડપ (રેખાંશ તરંગો), વગેરે ઘટે છે.

પરમાણુ ગતિના ખ્યાલો અનુસાર, P. નીચે પ્રમાણે હાથ ધરવામાં આવે છે. જ્યારે સ્ફટિકીય શરીરને ગરમી પૂરી પાડવામાં આવે છે, ત્યારે તેના અણુઓની કંપન ઊર્જા (ઓસિલેશન કંપનવિસ્તાર) વધે છે, જે શરીરના તાપમાનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે અને તેની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે. વિવિધ પ્રકારનાખામીઓ (ક્રિસ્ટલ જાળીના અપૂર્ણ ગાંઠો - ખાલી જગ્યાઓ; તેના ગાંઠો વચ્ચે જડિત અણુઓ દ્વારા જાળીની સામયિકતાનું ઉલ્લંઘન, વગેરે., જુઓ સ્ફટિકોમાં ખામી). મોલેક્યુલર સ્ફટિકોમાં, જો પરમાણુઓ ગોળાકાર આકાર ધરાવતા ન હોય તો પરમાણુ અક્ષોના પરસ્પર અભિગમની આંશિક વિકૃતિ થઈ શકે છે. ખામીઓની સંખ્યામાં ક્રમશઃ વધારો અને તેમના જોડાણ પ્રીમેલ્ટિંગ સ્ટેજની લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે. જ્યારે Tmelt સુધી પહોંચી જાય છે, ત્યારે ક્રિસ્ટલમાં ખામીઓની ગંભીર સાંદ્રતા સર્જાય છે, અને લકવો શરૂ થાય છે - સ્ફટિક જાળી સરળતાથી મોબાઇલ સબમાઇક્રોસ્કોપિક પ્રદેશોમાં વિઘટિત થાય છે. P. દરમિયાન પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમીનો ઉપયોગ શરીરને ગરમ કરવા માટે નહીં, પરંતુ આંતર-પરમાણુ બોન્ડ તોડવા અને સ્ફટિકોમાં લાંબા-અંતરના ક્રમને નષ્ટ કરવા માટે થાય છે (જુઓ લોંગ-રેન્જ ઓર્ડર અને શોર્ટ-રેન્જ ઓર્ડર). સબમાઇક્રોસ્કોપિક પ્રદેશોમાં, અણુઓની ગોઠવણીમાં ટૂંકા-અંતરનો ક્રમ પરિવર્તન દરમિયાન નોંધપાત્ર રીતે બદલાતો નથી (મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં Tm પર ઓગળવાની સંકલન સંખ્યા ક્રિસ્ટલની સમાન રહે છે). આ બાષ્પીભવનની ગરમીની તુલનામાં ફ્યુઝન Qpl ની ગરમીના નીચલા મૂલ્યો અને તેમના બાષ્પીભવન દરમિયાન પદાર્થોના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં પ્રમાણમાં નાના ફેરફારને સમજાવે છે.

પ્રક્રિયા પી. ભજવે છે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાપ્રકૃતિમાં (પૃથ્વીની સપાટી પર બરફ અને બરફનું ઉત્પાદન, તેની ઊંડાઈમાં ખનિજોનું ઉત્પાદન, વગેરે) અને તકનીકમાં (ધાતુઓ અને એલોયનું ઉત્પાદન, મોલ્ડમાં કાસ્ટિંગ વગેરે).

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી (પણ: ફ્યુઝનની એન્થાલ્પી; સ્ફટિકીકરણની એક સમકક્ષ ખ્યાલ ચોક્કસ ગરમી પણ છે) - ગરમીનું પ્રમાણ કે જે સમતુલા ઇસોબેરિક-આઇસોથર્મલ પ્રક્રિયામાં સ્ફટિકીય પદાર્થના દળના એક એકમને પ્રદાન કરવું આવશ્યક છે. તેને નક્કર (સ્ફટિકીય) અવસ્થામાંથી પ્રવાહીમાં સ્થાનાંતરિત કરો (પદાર્થના સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન મુક્ત થતી ગરમીની સમાન માત્રા). ફ્યુઝનની ગરમી - ખાસ કેસપ્રથમ ઓર્ડર તબક્કાના સંક્રમણની ગરમી. ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી (J/kg) અને દાઢ ગરમી (J/mol) વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે.

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી એક અક્ષર (ગ્રીક અક્ષર લેમ્બડા) દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમીની ગણતરી માટેનું સૂત્ર છે:

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી ક્યાં છે, ગલન (અથવા સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન છોડવામાં આવે છે) દરમિયાન પદાર્થ દ્વારા પ્રાપ્ત થતી ગરમીનું પ્રમાણ છે, તે ગલન (સ્ફટિકીકરણ) પદાર્થનું સમૂહ છે.

ગલન ધાતુઓ

ધાતુઓ ગલન કરતી વખતે, જાણીતા નિયમોનું પાલન કરવું આવશ્યક છે. ચાલો માની લઈએ કે તેઓ સીસું અને ઝીંક ગંધવા જઈ રહ્યા છે. સીસું ઝડપથી ઓગળી જશે, તેનું ગલનબિંદુ 327° હશે; ઝીંક લાંબા સમય સુધી નક્કર રહેશે, કારણ કે તેનું ગલનબિંદુ 419°થી ઉપર છે. આવા ઓવરહિટીંગ સાથે જીવવાનું શું થાય છે? તે મેઘધનુષ્ય-રંગીન ફિલ્મ સાથે આવરી લેવાનું શરૂ કરશે, અને પછી તેની સપાટી બિન-ગલન પાવડરના સ્તર હેઠળ છુપાવવામાં આવશે. સીસું વધુ ગરમ થવાથી બળી જાય છે અને હવામાં ઓક્સિજન સાથે જોડાઈને ઓક્સિડાઈઝ થાય છે. આ પ્રક્રિયા, જેમ જાણીતી છે, સામાન્ય તાપમાને થાય છે, પરંતુ જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે તે ખૂબ ઝડપથી આગળ વધે છે. આમ, જસત ઓગળવાનું શરૂ થાય ત્યાં સુધીમાં, ત્યાં બહુ ઓછી લીડ મેટલ બાકી હશે. એલોય અપેક્ષિત કરતાં સંપૂર્ણપણે અલગ રચનામાંથી બહાર આવશે, અને કચરાના રૂપમાં મોટી માત્રામાં લીડ ખોવાઈ જશે. તે સ્પષ્ટ છે કે વધુ પ્રત્યાવર્તન ઝીંક પહેલા ઓગળવું જોઈએ અને પછી તેમાં સીસું ઉમેરવું જોઈએ. જો તમે તાંબા અથવા પિત્તળ સાથે જસતને મિશ્રિત કરો છો, તો પહેલા ઝીંકને ગરમ કરો છો તો તે જ થશે. તાંબુ ઓગળે ત્યાં સુધીમાં જસત બળી જશે. આનો અર્થ એ છે કે ઉચ્ચ ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુ હંમેશા પહેલા ઓગળવી જોઈએ.

પરંતુ આ એકલા નશાને ટાળી શકતા નથી. જો યોગ્ય રીતે ગરમ એલોયને લાંબા સમય સુધી આગ પર રાખવામાં આવે છે, તો ધૂમાડાના પરિણામે પ્રવાહી ધાતુની સપાટી પર ફરીથી એક ફિલ્મ રચાય છે. તે સ્પષ્ટ છે કે વધુ ફ્યુઝિબલ મેટલ ફરીથી ઓક્સાઇડમાં ફેરવાશે અને એલોયની રચના બદલાશે; આનો અર્થ એ છે કે મેટલને બિનજરૂરી રીતે લાંબા સમય સુધી ગરમ કરી શકાતી નથી. તેથી, તેઓ કોમ્પેક્ટ માસમાં ધાતુના કચરાને ઘટાડવા માટે દરેક સંભવિત રીતે પ્રયાસ કરે છે; નાના ટુકડાઓ, લાકડાંઈ નો વહેર, શેવિંગ્સ પ્રથમ "પેક" કરવામાં આવે છે, વધુ કે ઓછા સમાન કદના ટુકડાઓ ઓગળવામાં આવે છે, પૂરતા તાપમાને ગરમ થાય છે, અને ધાતુની સપાટી હવાના સંપર્કથી સુરક્ષિત છે. આ હેતુ માટે, માસ્ટર બોરેક્સ લઈ શકે છે અથવા ફક્ત રાખના સ્તરથી ધાતુની સપાટીને આવરી શકે છે, જે હંમેશા ટોચ પર તરતી રહેશે (તેના નાના માટે આભાર. ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ) અને મેટલ રેડતી વખતે નુકસાન થશે નહીં. જ્યારે ધાતુ મજબૂત થાય છે, ત્યારે બીજી ઘટના થાય છે, જે કદાચ યુવાન કારીગરોને પણ પરિચિત છે. જેમ જેમ ધાતુ સખ્ત થાય છે તેમ તેમ તેનું પ્રમાણ ઘટે છે અને આ ઘટાડો ધાતુના આંતરિક, હજુ સુધી નક્કર ન બનેલા કણોને કારણે થાય છે. વધુ કે ઓછા નોંધપાત્ર ફનલ-આકારનું ડિપ્રેશન, કહેવાતા સંકોચન પોલાણ, કાસ્ટિંગની સપાટી પર અથવા તેની અંદર રચાય છે. સામાન્ય રીતે મોલ્ડ એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે કાસ્ટિંગના તે સ્થળોએ સંકોચન પોલાણ રચાય છે જે પછીથી દૂર કરવામાં આવે છે, શક્ય તેટલું ઉત્પાદનને સુરક્ષિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. તે સ્પષ્ટ છે કે સંકોચન પોલાણ કાસ્ટિંગને બગાડે છે અને કેટલીકવાર તેને બિનઉપયોગી બનાવી શકે છે. ઓગળ્યા પછી, ધાતુ સહેજ વધુ ગરમ થાય છે જેથી તે પાતળી અને વધુ ગરમ હોય અને તેથી તે ઘાટની વિગતોને વધુ સારી રીતે ભરે અને ઠંડા ઘાટના સંપર્કમાં આવવાથી તે અકાળે જામી ન જાય.

એલોયનું ગલનબિંદુ સામાન્ય રીતે એલોય બનાવતી ધાતુઓની સૌથી પ્રત્યાવર્તન ધાતુના ગલનબિંદુ કરતા નીચું હોય છે, તેથી વિપરીત કરવું ક્યારેક ફાયદાકારક છે: પહેલા વધુ સરળતાથી ઓગળતી ધાતુને પીગળો, અને પછી વધુ પ્રત્યાવર્તન. જો કે, આ ફક્ત તે ધાતુઓ માટે જ માન્ય છે જેઓ વધુ ઓક્સિડેશન કરતી નથી, અથવા જો આ ધાતુઓ વધુ પડતા ઓક્સિડેશનથી સુરક્ષિત હોય. તમારે વસ્તુ માટે જરૂરી કરતાં વધુ ધાતુ લેવાની જરૂર છે, જેથી તે માત્ર ઘાટ જ નહીં, પણ સ્પ્રુ ચેનલ પણ ભરે. તે સ્પષ્ટ છે કે તમારે પ્રથમ મેટલની જરૂરી રકમની ગણતરી કરવી આવશ્યક છે.

પાણીના ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ

જીવંત પ્રકૃતિ માટે પાણીની સૌથી અદ્ભુત અને ફાયદાકારક મિલકત "સામાન્ય" પરિસ્થિતિઓમાં પ્રવાહી બનવાની તેની ક્ષમતા છે. પાણી જેવા સંયોજનોના પરમાણુઓ (ઉદાહરણ તરીકે, H2S અથવા H2Se અણુઓ) વધુ ભારે હોય છે, પરંતુ તે જ સ્થિતિમાં તેઓ ગેસ બનાવે છે. આમ, પાણી સામયિક કોષ્ટકના નિયમોનો વિરોધાભાસી લાગે છે, જે જાણીતું છે, તે આગાહી કરે છે કે ક્યારે, ક્યાં અને કયા પદાર્થોના ગુણધર્મો નજીક હશે. અમારા કિસ્સામાં, તે કોષ્ટકમાંથી અનુસરે છે કે સમાન ઊભી સ્તંભોમાં સ્થિત તત્વોના હાઇડ્રોજન સંયોજનોના ગુણધર્મો (જેને હાઇડ્રાઇડ્સ કહેવાય છે) અણુઓના વધતા જથ્થા સાથે એકવિધ રીતે બદલાવા જોઈએ. ઓક્સિજન આ કોષ્ટકના છઠ્ઠા જૂથનું એક તત્વ છે. સમાન જૂથમાં સલ્ફર એસ (અણુ વજન 32 સાથે), સેલેનિયમ સે (પરમાણુ વજન 79 સાથે), ટેલુરિયમ ટે (અણુ વજન 128 સાથે) અને પોલોનિયમ પો (અણુ વજન 209 સાથે) છે. પરિણામે, ભારે તત્વોમાંથી હળવા તત્વો તરફ જતી વખતે આ તત્વોના હાઇડ્રાઈડ્સના ગુણધર્મો એકવિધ રીતે બદલાવા જોઈએ, એટલે કે. ક્રમમાં H2Po → H2Te → H2Se → H2S → H2O. જે થાય છે તે થાય છે, પરંતુ ફક્ત પ્રથમ ચાર હાઇડ્રાઇડ્સ સાથે. ઉદાહરણ તરીકે, તત્વોના અણુ વજનમાં વધારો થતાં ઉત્કલન અને ગલનબિંદુ વધે છે. આકૃતિમાં, ક્રોસ આ હાઇડ્રાઇડ્સના ઉત્કલન બિંદુઓને સૂચવે છે, અને વર્તુળો ગલનબિંદુ સૂચવે છે.

જેમ જોઈ શકાય છે, જેમ જેમ અણુ વજન ઘટે છે તેમ તાપમાન સંપૂર્ણપણે રેખીય રીતે ઘટે છે. હાઇડ્રાઇડ્સના પ્રવાહી તબક્કાના અસ્તિત્વનો વિસ્તાર વધુને વધુ "ઠંડા" બનતો જાય છે, અને જો ઓક્સિજન હાઇડ્રાઇડ H2O સામાન્ય સંયોજન હોત, જે છઠ્ઠા જૂથમાં તેના પડોશીઓ જેવું જ હતું, તો પ્રવાહી પાણી -80 ° સે થી રેન્જમાં અસ્તિત્વમાં હોત. -95 ° સે. વધુ ઉચ્ચ તાપમાન H2O હંમેશા ગેસ હશે. સદભાગ્યે આપણા માટે અને પૃથ્વી પરના તમામ જીવન માટે, પાણી વિસંગત છે તે સામયિક પેટર્નને ઓળખતું નથી પરંતુ તેના પોતાના નિયમોનું પાલન કરે છે.

આ એકદમ સરળ રીતે સમજાવવામાં આવ્યું છે - મોટાભાગના પાણીના અણુઓ હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા છે. તે આ બોન્ડ છે જે પાણીને પ્રવાહી હાઇડ્રાઇડ્સ H2S, H2Se અને H2Te થી અલગ પાડે છે. જો તેઓ ત્યાં ન હોત, તો પાણી પહેલાથી જ માઈનસ 95 ° સે પર ઉકળશે. હાઇડ્રોજન બોન્ડની ઉર્જા ખૂબ ઊંચી હોય છે, અને તે માત્ર ખૂબ ઊંચા તાપમાને તોડી શકાય છે. વાયુ અવસ્થામાં પણ, મોટી સંખ્યામાં H2O પરમાણુઓ તેમના હાઇડ્રોજન બોન્ડને જાળવી રાખે છે, જે (H2O)2 ડાયમર્સનું સંયોજન કરે છે. હાઇડ્રોજન બોન્ડ માત્ર 600 °C ના પાણીની વરાળના તાપમાને સંપૂર્ણપણે અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

યાદ કરો કે જ્યારે ઉકળતા પ્રવાહીની અંદર વરાળના પરપોટા બને છે ત્યારે ઉકળતા થાય છે. સામાન્ય દબાણ પર સ્વચ્છ પાણી 100 "C પર ઉકળે છે. જો મુક્ત સપાટી દ્વારા ગરમી પૂરી પાડવામાં આવે છે, તો સપાટીના બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા ઝડપી થશે, પરંતુ ઉકળતાની લાક્ષણિકતા વોલ્યુમેટ્રિક બાષ્પીભવન થતી નથી. બાહ્ય દબાણને ઘટાડીને પણ ઉકળતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં બાષ્પનું દબાણ બાહ્ય દબાણ જેટલું છે, ટોચ પર નીચા તાપમાને પ્રાપ્ત થાય છે. ઉંચો પર્વતદબાણ અને તદનુસાર, ઉત્કલન બિંદુ એટલું ઘટે છે કે પાણી ખોરાક રાંધવા માટે અયોગ્ય બની જાય છે - જરૂરી પાણીનું તાપમાન પહોંચ્યું નથી. જ્યારે પર્યાપ્ત હાઈ બ્લડ પ્રેશરસીસા (327 ° સે) ઓગળવા માટે પાણીને પૂરતું ગરમ કરી શકાય છે અને હજુ પણ ઉકળતું નથી.

અત્યંત ઊંચા ગલન ઉકળતા તાપમાન ઉપરાંત (અને પછીની પ્રક્રિયામાં ફ્યુઝનની ગરમીની જરૂર પડે છે જે આવા સરળ પ્રવાહી માટે ખૂબ મોટી હોય છે), પાણીના અસ્તિત્વની ખૂબ જ શ્રેણી વિસંગત છે - સો ડિગ્રી જેના દ્વારા આ તાપમાન અલગ પડે છે. પાણી જેવા ઓછા પરમાણુ વજનના પ્રવાહી માટે એકદમ મોટી શ્રેણી. હાયપોથર્મિયા અને પાણીના ઓવરહિટીંગ માટે અનુમતિપાત્ર મૂલ્યોની મર્યાદાઓ અસામાન્ય રીતે મોટી છે - સાવચેતીપૂર્વક ગરમી અથવા ઠંડક સાથે, પાણી -40 °C થી +200 °C સુધી પ્રવાહી રહે છે. આ તાપમાનની શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે જેમાં પાણી 240 °C સુધી પ્રવાહી રહી શકે છે.

જ્યારે બરફ ગરમ થાય છે, ત્યારે તેનું તાપમાન પહેલા વધે છે, પરંતુ પાણી અને બરફનું મિશ્રણ બને તે ક્ષણથી, તમામ બરફ પીગળી જાય ત્યાં સુધી તાપમાન યથાવત રહેશે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે પીગળતા બરફને પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમી મુખ્યત્વે માત્ર સ્ફટિકોના વિનાશ પર ખર્ચવામાં આવે છે. જ્યાં સુધી બધા સ્ફટિકોનો નાશ ન થાય ત્યાં સુધી પીગળતા બરફનું તાપમાન યથાવત રહે છે (જુઓ અવ્યવસ્થિત ઉષ્માની ફ્યુઝન).

પીગળે છે

ગલન એ નિર્ણાયક ગલનબિંદુથી દૂર અને ગલનબિંદુની નજીક સ્થિત ચોક્કસ મર્યાદાઓની અંદર તાપમાનમાં પદાર્થોની પ્રવાહી પીગળેલી સ્થિતિ છે. પીગળેલા પદાર્થમાં તત્વોના રાસાયણિક બોન્ડના પ્રકાર દ્વારા પીગળવાની પ્રકૃતિ સ્વાભાવિક રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે.

મેલ્ટ જોવા મળે છે વિશાળ એપ્લિકેશનધાતુશાસ્ત્ર, ગ્લાસમેકિંગ અને ટેકનોલોજીના અન્ય ક્ષેત્રોમાં. સામાન્ય રીતે, મેલ્ટ્સમાં જટિલ રચના હોય છે અને તેમાં વિવિધ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરનારા ઘટકો હોય છે (તબક્કો ડાયાગ્રામ જુઓ).

ત્યાં ઓગળે છે

1.મેટલ (ધાતુઓ (આ નામ લેટિન મેટાલમ પરથી આવે છે - ખાણ, ખાણ) - લાક્ષણિકતા ધરાવતા તત્વોનું જૂથ ધાતુના ગુણધર્મોજેમ કે ઉચ્ચ થર્મલ અને વિદ્યુત વાહકતા, પ્રતિકારનો હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક, ઉચ્ચ નમ્રતા અને ધાતુની ચમક);

2. આયોનિક (આયન (પ્રાચીન ગ્રીક ἰόν - જવું) - એક પરમાણુ અથવા પરમાણુ દ્વારા એક અથવા વધુ ઈલેક્ટ્રોનના નુકસાન અથવા લાભના પરિણામે રચાયેલ એક મોનોટોમિક અથવા પોલિએટોમિક વિદ્યુતભારિત કણ. આયનીકરણ (આયનોની રચનાની પ્રક્રિયા) પ્રભાવ હેઠળ, ઊંચા તાપમાને થાય છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર);

3. અણુઓ વચ્ચેના સહસંયોજક બોન્ડ સાથે સેમિકન્ડક્ટર (સેમિકન્ડક્ટર એ એવી સામગ્રી છે જે, તેમની ચોક્કસ વાહકતામાં, વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે અને અશુદ્ધિઓ, તાપમાન અને સાંદ્રતા પર ચોક્કસ વાહકતાની મજબૂત અવલંબનમાં વાહકથી અલગ પડે છે. વિવિધ પ્રકારોરેડિયેશન આ સામગ્રીની મુખ્ય મિલકત વધતા તાપમાન સાથે વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો છે);

4. વાન ડેર વાલ્સ બોન્ડ સાથે ઓર્ગેનિક પીગળે છે;

5. ઉચ્ચ-પોલિમર (પોલિમર્સ (ગ્રીક πολύ- - ઘણા; μέρος - ભાગ) - અકાર્બનિક અને કાર્બનિક, આકારહીન અને સ્ફટિકીય પદાર્થો વારંવાર પુનરાવર્તન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે વિવિધ જૂથોરાસાયણિક અથવા સંકલન બોન્ડ દ્વારા લાંબા મેક્રોમોલેક્યુલ્સમાં જોડાયેલા "મોનોમર એકમો" તરીકે ઓળખાતા અણુઓ)

પ્રકાર દ્વારા ઓગળે છે રાસાયણિક સંયોજનોત્યાં છે:

1. મીઠું;

2.ઓક્સાઇડ;

3. ઓક્સાઇડ-સિલિકેટ (સ્લેગ), વગેરે.

વિશિષ્ટ ગુણધર્મો સાથે ઓગળે છે:

1.યુટેક્ટિક

ગલન વિશે રસપ્રદ તથ્યો

બરફના અનાજ અને તારા.

એક ટુકડો લાવો શુદ્ધ બરફગરમ ઓરડામાં અને તેને ઓગળતા જુઓ. ખૂબ જ ઝડપથી તે સ્પષ્ટ થઈ જાય છે કે બરફ, જે એકવિધ અને સજાતીય લાગતો હતો, તે ઘણા નાના અનાજ - વ્યક્તિગત સ્ફટિકોમાં તૂટી જાય છે. તેઓ બરફના જથ્થામાં અસ્તવ્યસ્ત રીતે સ્થિત છે. સપાટી પરથી બરફ પીગળે ત્યારે એક સમાન રસપ્રદ ચિત્ર જોઈ શકાય છે.

લેમ્પ પર બરફનો એક સરળ ટુકડો લાવો અને તે ઓગળવાનું શરૂ થાય ત્યાં સુધી રાહ જુઓ. જેમ જેમ ગલન અંદરના દાણા સુધી પહોંચે છે તેમ તેમ ખૂબ જ ઝીણી પેટર્ન દેખાવા લાગશે. મજબૂત બૃહદદર્શક કાચ વડે તમે જોઈ શકો છો કે તેમની પાસે હેક્સાગોનલ સ્નોવફ્લેક્સનો આકાર છે. હકીકતમાં, આ પાણીથી ભરેલા ઓગળેલા ડિપ્રેશન છે. તેમના કિરણોનો આકાર અને દિશા બરફના સિંગલ ક્રિસ્ટલના ઓરિએન્ટેશનને અનુરૂપ છે. આ દાખલાઓને 1855 માં શોધનાર અને વર્ણવેલ અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રીના માનમાં "ટિન્ડેલ સ્ટાર્સ" કહેવામાં આવે છે. સ્નોવફ્લેક્સ જેવા દેખાતા “ટિન્ડલ સ્ટાર્સ” વાસ્તવમાં પાણીથી ભરેલા લગભગ 1.5 મીમી કદના પીગળેલા બરફની સપાટી પરના ડિપ્રેશન છે. તેમના કેન્દ્રમાં, હવાના પરપોટા દેખાય છે, જે ઓગળેલા બરફ અને ઓગળેલા પાણીના જથ્થામાં તફાવતને કારણે ઉદ્ભવ્યા છે.

શું તમે જાણો છો?

ત્યાં એક ધાતુ છે, જેને વુડ્સ એલોય કહેવાય છે, જે ગરમ પાણી (+68 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) માં પણ સરળતાથી ઓગળી શકાય છે. તેથી, જ્યારે ગ્લાસમાં ખાંડને હલાવો, ત્યારે આ એલોયમાંથી બનેલી ધાતુની ચમચી ખાંડ કરતાં વધુ ઝડપથી ઓગળી જશે!

સૌથી પ્રત્યાવર્તન પદાર્થ, ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ TaC0-88, 3990°C ના તાપમાને ઓગળે છે.

1987 માં, જર્મન સંશોધકો પાણીને પ્રવાહી સ્થિતિમાં રાખીને -700C તાપમાને ઠંડુ કરવામાં સક્ષમ હતા.

કેટલીકવાર, ફૂટપાથ પરનો બરફ ઝડપથી ઓગળવા માટે, તેને મીઠું છાંટવામાં આવે છે. બરફ ગલન થાય છે કારણ કે પાણીમાં મીઠાનું દ્રાવણ રચાય છે, જેનું ઠંડું બિંદુ હવાના તાપમાન કરતા ઓછું હોય છે. ઉકેલ ખાલી ફૂટપાથ પરથી વહે છે.

રસપ્રદ વાત એ છે કે, તમારા પગ ભીના ફૂટપાથ પર ઠંડા પડે છે, કારણ કે મીઠું અને પાણીના દ્રાવણનું તાપમાન શુદ્ધ બરફના તાપમાન કરતાં ઓછું હોય છે.

જો તમે ચાની કીટલીમાંથી ચાને બે મગમાં રેડો છો: ખાંડ સાથે અને ખાંડ વિના, તો ખાંડ સાથેના મગમાં ચા વધુ ઠંડી હશે, કારણ કે ખાંડ ઓગળવા (તેની સ્ફટિક જાળીનો નાશ કરવા) માટે પણ ઊર્જાનો ઉપયોગ થાય છે.

તીવ્ર હિમવર્ષામાં, બરફની સરળતા પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે સ્કેટિંગ રિંકને પાણીયુક્ત કરવામાં આવે છે. ગરમ પાણી.. ગરમ પાણીપાતળું ઓગળે છે ટોચનું સ્તરબરફ, એટલી ઝડપથી જામી જતો નથી, તેને ફેલાવવાનો સમય હોય છે, અને બરફની સપાટી ખૂબ જ સરળ બને છે.

નિષ્કર્ષ (નિષ્કર્ષ)

ગલન એ પદાર્થનું ઘનમાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં સંક્રમણ છે.

જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે પદાર્થનું તાપમાન વધે છે, અને કણોની થર્મલ હિલચાલની ઝડપ વધે છે, જ્યારે શરીરની આંતરિક ઊર્જા વધે છે.

જ્યારે ઘનનું તાપમાન તેના ગલનબિંદુ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ઘનનું સ્ફટિક જાળી તૂટી પડવાનું શરૂ કરે છે. આમ, નક્કર શરીર પર હાથ ધરવામાં આવતી હીટર ઊર્જાનો મુખ્ય ભાગ પદાર્થના કણો વચ્ચેના બોન્ડને ઘટાડવા માટે જાય છે, એટલે કે, સ્ફટિક જાળીનો નાશ કરે છે. તે જ સમયે, કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઊર્જા વધે છે.

પીગળેલા પદાર્થમાં મોટો અનામત હોય છે આંતરિક ઊર્જાનક્કર સ્થિતિમાં કરતાં. ફ્યુઝનની ગરમીનો બાકીનો ભાગ તેના ગલન દરમિયાન શરીરના જથ્થાને બદલવા માટે કામ કરવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે.

જ્યારે ગલન થાય છે, ત્યારે મોટાભાગના સ્ફટિકીય પદાર્થોનું પ્રમાણ વધે છે (3-6% દ્વારા), અને જ્યારે તે મજબૂત થાય છે ત્યારે તે ઘટે છે. પરંતુ એવા પદાર્થો છે જેનું પ્રમાણ ઓગળે ત્યારે ઘટે છે અને જ્યારે ઘન બને છે ત્યારે તે વધે છે. તેમાં, ઉદાહરણ તરીકે, પાણી અને કાસ્ટ આયર્ન, સિલિકોન અને કેટલાક અન્યનો સમાવેશ થાય છે. . આ કારણે બરફ પાણીની સપાટી પર તરે છે, અને ઘન કાસ્ટ આયર્ન તેના પોતાના ઓગળે છે.

ઘન, આકારહીન કહેવાય છે (એમ્બર, રેઝિન, કાચ) પાસે ચોક્કસ ગલનબિંદુ નથી.

પદાર્થને ઓગળવા માટે જરૂરી ઉષ્માનું પ્રમાણ ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમીના ઉત્પાદન અને પદાર્થના સમૂહ જેટલું હોય છે.

ફ્યુઝનની વિશિષ્ટ ગરમી દર્શાવે છે કે ગલન દરે લેવામાં આવતા 1 કિલો પદાર્થને ઘનમાંથી પ્રવાહીમાં સંપૂર્ણપણે રૂપાંતરિત કરવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર છે.

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમીનું SI એકમ 1J/kg છે.

ગલન પ્રક્રિયા દરમિયાન, સ્ફટિકનું તાપમાન સ્થિર રહે છે. આ તાપમાનને ગલનબિંદુ કહેવામાં આવે છે. દરેક પદાર્થનું પોતાનું ગલનબિંદુ હોય છે.

આપેલ પદાર્થ માટે ગલનબિંદુ વાતાવરણીય દબાણ પર આધાર રાખે છે.

વપરાયેલ સાહિત્યની સૂચિ

1) ઇલેક્ટ્રોનિક મુક્ત જ્ઞાનકોશ "વિકપીડિયા"માંથી ડેટા

http://ru.wikipedia.org/wiki/Main_page

2) વેબસાઇટ “જિજ્ઞાસુઓ માટે કૂલ ફિઝિક્સ” http://class-fizika.narod.ru/8_11.htm

3) વેબસાઇટ " ભૌતિક ગુણધર્મોપાણી"

http://all-about-water.ru/boiling-temperature.php