विभिन्न पदार्थों के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा। संलयन की विशिष्ट ऊष्मा बर्फ के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा होती है

हमने देखा है कि गर्म कमरे में लाया गया बर्फ और पानी का बर्तन तब तक गर्म नहीं होता जब तक कि सारी बर्फ पिघल न जाए। इस स्थिति में बर्फ से समान तापमान पर पानी प्राप्त होता है। इस समय, बर्फ-पानी के मिश्रण में गर्मी प्रवाहित होती है और परिणामस्वरूप, इस मिश्रण की आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है। इससे हमें यह निष्कर्ष निकालना चाहिए कि पानी की आंतरिक ऊर्जा उसी तापमान पर बर्फ की आंतरिक ऊर्जा से अधिक है। चूँकि अणुओं, पानी और बर्फ की गतिज ऊर्जा समान होती है, पिघलने के दौरान आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि अणुओं की संभावित ऊर्जा में वृद्धि होती है।

अनुभव से पता चलता है कि उपरोक्त सभी क्रिस्टल के लिए सत्य है। क्रिस्टल को पिघलाते समय, सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा को लगातार बढ़ाना आवश्यक होता है, जबकि क्रिस्टल और पिघल का तापमान अपरिवर्तित रहता है। आमतौर पर, आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि तब होती है जब एक निश्चित मात्रा में गर्मी क्रिस्टल में स्थानांतरित हो जाती है। वही लक्ष्य कार्य करके, उदाहरण के लिए घर्षण द्वारा, प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, पिघले हुए पदार्थ की आंतरिक ऊर्जा हमेशा एक ही तापमान पर क्रिस्टल के समान द्रव्यमान की आंतरिक ऊर्जा से अधिक होती है। इसका मतलब यह है कि कणों की क्रमबद्ध व्यवस्था (क्रिस्टलीय अवस्था में) अव्यवस्थित व्यवस्था (पिघल में) की तुलना में कम ऊर्जा से मेल खाती है।

किसी क्रिस्टल के एक इकाई द्रव्यमान को उसी तापमान के पिघलने में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा को क्रिस्टल के पिघलने की विशिष्ट ऊष्मा कहा जाता है। इसे जूल प्रति किलोग्राम में व्यक्त किया जाता है।

जब कोई पदार्थ जम जाता है, तो संलयन की गर्मी निकलती है और आसपास के पिंडों में स्थानांतरित हो जाती है।

दुर्दम्य पिंडों (उच्च गलनांक वाले पिंड) के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा का निर्धारण करना कोई आसान काम नहीं है। बर्फ जैसे कम पिघलने वाले क्रिस्टल के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को कैलोरीमीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। कैलोरीमीटर में एक निश्चित तापमान के पानी की एक निश्चित मात्रा डालना और उसमें बर्फ का एक ज्ञात द्रव्यमान डालना जो पहले से ही पिघलना शुरू हो गया है, यानी, तापमान होने पर, हम तब तक इंतजार करते हैं जब तक कि सभी बर्फ पिघल न जाए और पानी का तापमान न हो जाए कैलोरीमीटर एक स्थिर मान लेता है। ऊर्जा संरक्षण के नियम का उपयोग करते हुए, हम एक ताप संतुलन समीकरण (§ 209) तैयार करेंगे, जो हमें बर्फ के पिघलने की विशिष्ट ऊष्मा निर्धारित करने की अनुमति देता है।

मान लीजिए पानी का द्रव्यमान (कैलोरीमीटर के पानी के बराबर सहित) बर्फ के द्रव्यमान के बराबर है -, पानी की विशिष्ट ताप क्षमता -, पानी का प्रारंभिक तापमान -, अंतिम तापमान -, बर्फ के पिघलने की विशिष्ट ऊष्मा - . ऊष्मा संतुलन समीकरण का रूप है

.

तालिका में तालिका 16 कुछ पदार्थों के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को दर्शाती है। बर्फ के पिघलने की उच्च ऊष्मा उल्लेखनीय है। यह परिस्थिति बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह प्रकृति में बर्फ के पिघलने को धीमा कर देती है। यदि संलयन की विशिष्ट ऊष्मा बहुत कम होती, तो वसंत बाढ़ कई गुना अधिक मजबूत होती। संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को जानकर हम गणना कर सकते हैं कि किसी पिंड को पिघलाने के लिए कितनी ऊष्मा की आवश्यकता होती है। यदि शरीर पहले से ही पिघलने बिंदु तक गर्म है, तो गर्मी को केवल पिघलाने के लिए ही खर्च किया जाना चाहिए। यदि इसका तापमान पिघलने बिंदु से नीचे है, तो आपको अभी भी गर्म करने पर गर्मी खर्च करने की आवश्यकता है।

तालिका 16.

पदार्थ		पदार्थ

इस पाठ में हम "संलयन की विशिष्ट ऊष्मा" की अवधारणा का अध्ययन करेंगे। यह मान ऊष्मा की उस मात्रा को दर्शाता है जो किसी ठोस से तरल अवस्था (या इसके विपरीत) में जाने के लिए उसके पिघलने बिंदु पर 1 किलोग्राम पदार्थ को प्रदान की जानी चाहिए।

हम किसी पदार्थ को पिघलाने (या क्रिस्टलीकरण के दौरान निकलने वाली) के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा ज्ञात करने के सूत्र का अध्ययन करेंगे।

विषय: पदार्थ की समग्र अवस्थाएँ

पाठ: पिघलने की विशिष्ट ऊष्मा

यह पाठ किसी पदार्थ के पिघलने (क्रिस्टलीकरण) की मुख्य विशेषता - संलयन की विशिष्ट गर्मी के लिए समर्पित है।

पिछले पाठ में हमने इस प्रश्न पर चर्चा की: पिघलने के दौरान किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा कैसे बदलती है?

हमने पाया कि जब गर्मी मिलती है तो शरीर की आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है। साथ ही, हम जानते हैं कि किसी शरीर की आंतरिक ऊर्जा को तापमान जैसी अवधारणा द्वारा दर्शाया जा सकता है। जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, पिघलने के दौरान तापमान में कोई बदलाव नहीं होता है। इसलिए, यह संदेह पैदा हो सकता है कि हम एक विरोधाभास से निपट रहे हैं: आंतरिक ऊर्जा बढ़ती है, लेकिन तापमान नहीं बदलता है।

इस तथ्य की व्याख्या काफी सरल है: सारी ऊर्जा क्रिस्टल जाली को नष्ट करने में खर्च होती है। विपरीत प्रक्रिया समान है: क्रिस्टलीकरण के दौरान, किसी पदार्थ के अणु एक ही प्रणाली में संयोजित हो जाते हैं, जबकि अतिरिक्त ऊर्जा बाहर निकल जाती है और बाहरी वातावरण द्वारा अवशोषित हो जाती है।

विभिन्न प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह स्थापित करना संभव हो सका कि एक ही पदार्थ को ठोस से तरल अवस्था में बदलने के लिए अलग-अलग मात्रा में ऊष्मा की आवश्यकता होती है।

फिर ऊष्मा की इन मात्राओं की तुलना पदार्थ के समान द्रव्यमान से करने का निर्णय लिया गया। इससे संलयन की विशिष्ट ऊष्मा जैसी विशेषता सामने आई।

परिभाषा

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा- ऊष्मा की वह मात्रा जो ठोस से तरल अवस्था में स्थानांतरित करने के लिए पिघलने बिंदु तक गर्म किए गए 1 किलो पदार्थ को दी जानी चाहिए।

1 किलोग्राम पदार्थ के क्रिस्टलीकरण के दौरान समान मात्रा निकलती है।

इसे संलयन की विशिष्ट ऊष्मा (ग्रीक अक्षर, जिसे "लैम्ब्डा" या "लैम्ब्डा" के रूप में पढ़ा जाता है) द्वारा दर्शाया जाता है।

इकाइयाँ: . इस मामले में, आयाम में कोई तापमान नहीं है, क्योंकि पिघलने (क्रिस्टलीकरण) के दौरान तापमान नहीं बदलता है।

किसी पदार्थ को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना करने के लिए सूत्र का उपयोग किया जाता है:

गर्मी की मात्रा (जे);

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा (, जिसे तालिका में देखा गया है;

पदार्थ का द्रव्यमान.

जब कोई पिंड क्रिस्टलीकृत होता है, तो इसे "-" चिह्न के साथ लिखा जाता है, क्योंकि गर्मी निकलती है।

बर्फ के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा का एक उदाहरण है:

. या लोहे के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा:

.

यह तथ्य कि बर्फ के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा लोहे के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा से अधिक निकली, आश्चर्य की बात नहीं होनी चाहिए। किसी विशेष पदार्थ को पिघलाने के लिए जितनी ऊष्मा की आवश्यकता होती है, वह पदार्थ की विशेषताओं पर निर्भर करती है, विशेष रूप से, इस पदार्थ के कणों के बीच बंधों की ऊर्जा पर।

इस पाठ में हमने संलयन की विशिष्ट ऊष्मा की अवधारणा को देखा।

अगले पाठ में हम सीखेंगे कि क्रिस्टलीय पिंडों को गर्म करने और पिघलाने से जुड़ी समस्याओं को कैसे हल किया जाए।

ग्रन्थसूची

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गृहकार्य

पिछले पैराग्राफ में, हमने बर्फ के पिघलने और जमने के ग्राफ को देखा। ग्राफ़ से पता चलता है कि जब बर्फ पिघल रही होती है, तो उसका तापमान नहीं बदलता है (चित्र 18 देखें)। और सारी बर्फ पिघल जाने के बाद ही परिणामी तरल का तापमान बढ़ना शुरू होता है। लेकिन पिघलने की प्रक्रिया के दौरान भी, बर्फ हीटर में जलने वाले ईंधन से ऊर्जा प्राप्त करती है। और ऊर्जा संरक्षण के नियम से यह निष्कर्ष निकलता है कि यह लुप्त नहीं हो सकती। पिघलने के दौरान ईंधन ऊर्जा किस पर खर्च होती है?

हम जानते हैं कि क्रिस्टल में अणु (या परमाणु) एक सख्त क्रम में व्यवस्थित होते हैं। हालाँकि, क्रिस्टल में भी वे तापीय गति (दोलन) में होते हैं। जब कोई पिंड गर्म होता है, तो अणुओं की गति की औसत गति बढ़ जाती है। परिणामस्वरूप, उनकी औसत गतिज ऊर्जा और तापमान में भी वृद्धि होती है। ग्राफ़ पर यह खंड AB है (चित्र 18 देखें)। परिणामस्वरूप, अणुओं (या परमाणुओं) के कंपन की सीमा बढ़ जाती है। जब शरीर पिघलने के तापमान तक गर्म हो जाता है, तो क्रिस्टल में कणों की व्यवस्था का क्रम बाधित हो जाता है। क्रिस्टल अपना आकार खो देते हैं। कोई पदार्थ ठोस से तरल अवस्था में गुजरते हुए पिघलता है।

नतीजतन, एक क्रिस्टलीय पिंड को पहले से ही पिघलने बिंदु तक गर्म करने के बाद प्राप्त होने वाली सारी ऊर्जा क्रिस्टल को नष्ट करने पर खर्च की जाती है। इस संबंध में, शरीर का तापमान बढ़ना बंद हो जाता है। ग्राफ़ पर (चित्र 18 देखें) यह BC अनुभाग है।

प्रयोगों से पता चलता है कि समान द्रव्यमान के विभिन्न क्रिस्टलीय पदार्थों को गलनांक पर तरल में बदलने के लिए अलग-अलग मात्रा में ऊष्मा की आवश्यकता होती है।

एक भौतिक मात्रा जो दर्शाती है कि 1 किलोग्राम वजन वाले क्रिस्टलीय पिंड को पिघलने बिंदु पर पूरी तरह से तरल अवस्था में बदलने के लिए कितनी गर्मी प्रदान की जानी चाहिए, इसे संलयन की विशिष्ट गर्मी कहा जाता है।

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को λ (ग्रीक अक्षर "लैम्ब्डा") द्वारा दर्शाया जाता है। इसकी इकाई 1 J/kg है।

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित की जाती है। इस प्रकार, यह पाया गया कि बर्फ के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा 3.4 · 10 5 - है। इसका मतलब यह है कि 0 डिग्री सेल्सियस पर लिए गए 1 किलोग्राम वजन वाले बर्फ के टुकड़े को उसी तापमान के पानी में बदलने के लिए 3.4 · 10 5 J ऊर्जा की आवश्यकता होती है। और पिघलने के तापमान पर लिए गए 1 किलोग्राम वजन वाले सीसे के ब्लॉक को पिघलाने के लिए, आपको 2.5 · 10 4 J ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता होगी।

नतीजतन, पिघलने बिंदु पर, तरल अवस्था में किसी पदार्थ की आंतरिक ऊर्जा ठोस अवस्था में उसी द्रव्यमान के पदार्थ की आंतरिक ऊर्जा से अधिक होती है।

द्रव्यमान m के एक क्रिस्टलीय पिंड को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा Q की मात्रा की गणना करने के लिए, उसके पिघलने के तापमान और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर ली गई, संलयन λ की विशिष्ट ऊष्मा को पिंड के द्रव्यमान m से गुणा किया जाना चाहिए:

इस सूत्र से यह ज्ञात किया जा सकता है कि

λ = क्यू / एम, एम = क्यू / λ

प्रयोगों से पता चलता है कि जब कोई क्रिस्टलीय पदार्थ जम जाता है, तो उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है जितनी उसके पिघलने पर अवशोषित होती है। इस प्रकार, जब 1 किलो वजन वाला पानी 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर जम जाता है, तो 3.4 · 10 5 जे के बराबर गर्मी निकलती है। 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 1 किलो वजन वाली बर्फ को पिघलाने के लिए ठीक उतनी ही मात्रा में गर्मी की आवश्यकता होती है। .

जब पदार्थ कठोर हो जाता है, तो सब कुछ विपरीत क्रम में होता है। ठंडे पिघले हुए पदार्थ में अणुओं की गति और इसलिए औसत गतिज ऊर्जा कम हो जाती है। आकर्षक बल अब धीमी गति से चलने वाले अणुओं को एक-दूसरे के करीब रख सकते हैं। परिणामस्वरूप, कणों की व्यवस्था व्यवस्थित हो जाती है - एक क्रिस्टल बनता है। क्रिस्टलीकरण के दौरान निकलने वाली ऊर्जा को एक स्थिर तापमान बनाए रखने पर खर्च किया जाता है। ग्राफ़ पर यह EF अनुभाग है (चित्र 18 देखें)।

यदि कुछ विदेशी कण, जैसे धूल के कण, शुरू से ही तरल में मौजूद हों तो क्रिस्टलीकरण की सुविधा होती है। वे क्रिस्टलीकरण के केंद्र बन जाते हैं। सामान्य परिस्थितियों में किसी द्रव में कई क्रिस्टलीकरण केंद्र होते हैं, जिनके चारों ओर क्रिस्टल का निर्माण होता है।

तालिका 4.
कुछ पदार्थों के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा (सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर)

क्रिस्टलीकरण के दौरान, ऊर्जा निकलती है और आसपास के पिंडों में स्थानांतरित हो जाती है।

m द्रव्यमान के पिंड के क्रिस्टलीकरण के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा भी सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

शरीर की आंतरिक ऊर्जा कम हो जाती है।

उदाहरण. चाय बनाने के लिए पर्यटक ने एक बर्तन में 0°C तापमान पर 2 किलो बर्फ डाली। इस बर्फ को 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उबलते पानी में बदलने के लिए कितनी मात्रा में गर्मी की आवश्यकता होती है? बॉयलर को गर्म करने पर खर्च की गई ऊर्जा को ध्यान में नहीं रखा जाता है।

यदि कोई पर्यटक बर्फ के स्थान पर समान तापमान पर समान द्रव्यमान का पानी बर्फ के छेद से ले तो कितनी ऊष्मा की आवश्यकता होगी?

आइए समस्या की शर्तों को लिखें और इसका समाधान करें।

प्रशन

1. पदार्थ की संरचना के सिद्धांत के आधार पर किसी पिंड के पिघलने की प्रक्रिया को कैसे समझाया जाए?
2. पिघलने वाले तापमान तक गर्म किए गए क्रिस्टलीय पिंड को पिघलाने पर ईंधन ऊर्जा किस पर खर्च होती है?
3. संलयन की विशिष्ट ऊष्मा क्या कहलाती है?
4. पदार्थ की संरचना के सिद्धांत के आधार पर जमने की प्रक्रिया की व्याख्या कैसे करें?
5. किसी क्रिस्टलीय ठोस को उसके गलनांक पर पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना कैसे की जाती है?
6. पिघलने बिंदु वाले किसी पिंड के क्रिस्टलीकरण के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा की गणना कैसे करें?

व्यायाम 12

व्यायाम

1. स्टोव पर दो समान टिन के डिब्बे रखें। एक में 0.5 किलोग्राम वजन का पानी डालें, दूसरे में समान द्रव्यमान के कई बर्फ के टुकड़े डालें। ध्यान दें कि दोनों जार में पानी उबलने में कितना समय लगता है। अपने अनुभव के बारे में एक संक्षिप्त रिपोर्ट लिखें और परिणामों की व्याख्या करें।
2. पैराग्राफ पढ़ें “अनाकार शरीर। अनाकार पिंडों का पिघलना।" इस पर एक रिपोर्ट तैयार करें.

पिघलना किसी पिंड का क्रिस्टलीय ठोस अवस्था से तरल अवस्था में संक्रमण है। पिघलना संलयन की विशिष्ट गर्मी के अवशोषण के साथ होता है और यह प्रथम-क्रम चरण संक्रमण है।

पिघलने की क्षमता को संदर्भित करता है भौतिक गुणपदार्थों

सामान्य दबाव पर, टंगस्टन में धातुओं (3422 डिग्री सेल्सियस), सामान्य रूप से सरल पदार्थों - कार्बन (विभिन्न स्रोतों के अनुसार, 3500 - 4500 डिग्री सेल्सियस) और मनमाने पदार्थों के बीच - हेफ़नियम कार्बाइड एचएफसी (3890 डिग्री सेल्सियस) के बीच उच्चतम पिघलने बिंदु होता है। हम मान सकते हैं कि हीलियम का गलनांक सबसे कम होता है: सामान्य दबाव पर यह मनमाने ढंग से कम तापमान पर तरल रहता है।

सामान्य दबाव पर कई पदार्थों में तरल चरण नहीं होता है। गर्म करने पर वे तुरंत रूपांतरित हो जाते हैं गैसीय अवस्था.

चित्र 9 - बर्फ का पिघलना

क्रिस्टलीकरण क्रिस्टल के निर्माण के साथ किसी पदार्थ के तरल से ठोस क्रिस्टलीय अवस्था में चरण संक्रमण की प्रक्रिया है।

एक चरण एक थर्मोडायनामिक प्रणाली का एक सजातीय हिस्सा है जो एक इंटरफ़ेस द्वारा सिस्टम के अन्य हिस्सों (अन्य चरणों) से अलग होता है, संक्रमण के दौरान जिसके माध्यम से पदार्थ की रासायनिक संरचना, संरचना और गुण अचानक बदल जाते हैं।

चित्र 10 - बर्फ के निर्माण के साथ पानी का क्रिस्टलीकरण

क्रिस्टलीकरण रासायनिक उद्योग में घोल या पिघल से क्रिस्टल के रूप में ठोस चरण को अलग करने की प्रक्रिया है, क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया का उपयोग पदार्थों को उनके शुद्ध रूप में प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

क्रिस्टलीकरण तब शुरू होता है जब एक निश्चित सीमित स्थिति तक पहुँच जाता है, उदाहरण के लिए, तरल का सुपरकूलिंग या भाप का सुपरसैचुरेशन, जब कई छोटे क्रिस्टल - क्रिस्टलीकरण केंद्र - लगभग तुरंत दिखाई देते हैं। क्रिस्टल किसी तरल या वाष्प से परमाणुओं या अणुओं को जोड़कर बढ़ते हैं। क्रिस्टल चेहरों का विकास परत दर परत होता है; जैसे-जैसे वे बढ़ते हैं, अधूरे परमाणु परतों (चरणों) के किनारे चेहरे के साथ-साथ चलते हैं। क्रिस्टलीकरण स्थितियों पर विकास दर की निर्भरता विभिन्न प्रकार के विकास रूपों और क्रिस्टल संरचनाओं (पॉलीहेड्रल, लैमेलर, सुई के आकार, कंकाल, डेंड्रिटिक और अन्य रूपों, पेंसिल संरचनाओं आदि) की ओर ले जाती है। क्रिस्टलीकरण के दौरान, विभिन्न दोष अनिवार्य रूप से उत्पन्न होते हैं।

क्रिस्टलीकरण केंद्रों की संख्या और विकास दर सुपरकूलिंग की डिग्री से काफी प्रभावित होती है।

सुपरकूलिंग की डिग्री क्रिस्टलीय (ठोस) संशोधन में इसके संक्रमण के तापमान के नीचे तरल धातु के ठंडा होने का स्तर है। क्रिस्टलीकरण की गुप्त ऊष्मा की ऊर्जा की भरपाई करना आवश्यक है। प्राथमिक क्रिस्टलीकरण तरल से ठोस अवस्था में संक्रमण के दौरान धातुओं (और मिश्र धातुओं) में क्रिस्टल का निर्माण होता है।

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा (यह भी: संलयन की एन्थैल्पी; क्रिस्टलीकरण की विशिष्ट ऊष्मा की एक समतुल्य अवधारणा भी है) - ऊष्मा की वह मात्रा जो एक संतुलन आइसोबैरिक-इज़ोटेर्मल प्रक्रिया में एक क्रिस्टलीय पदार्थ के द्रव्यमान की एक इकाई को प्रदान की जानी चाहिए इसे ठोस (क्रिस्टलीय) अवस्था से तरल में स्थानांतरित करना (तब किसी पदार्थ के क्रिस्टलीकरण के दौरान उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है)।

पिघलने या क्रिस्टलीकरण के दौरान ऊष्मा की मात्रा: Q=ml

वाष्पीकरण और उबलना. वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा

वाष्पीकरण किसी पदार्थ के तरल अवस्था से गैसीय अवस्था (भाप) में संक्रमण की प्रक्रिया है। वाष्पीकरण प्रक्रिया है उलटी प्रक्रियासंघनन (वाष्प अवस्था से तरल अवस्था में संक्रमण। वाष्पीकरण (वाष्पीकरण), किसी पदार्थ का संघनित (ठोस या तरल) चरण से गैसीय (वाष्प) चरण में संक्रमण; प्रथम-क्रम चरण संक्रमण।

उच्च भौतिकी में वाष्पीकरण की एक अधिक विकसित अवधारणा है

वाष्पीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कण (अणु, परमाणु) एक तरल या ठोस की सतह से एक > ईपी के साथ उड़ते (टूटते) हैं।

चित्र 11 - चाय के एक मग पर वाष्पीकरण

वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा (वाष्पीकरण) (एल) -- भौतिक मात्रा, किसी पदार्थ को तरल से गैसीय अवस्था में स्थानांतरित करने के लिए क्वथनांक पर लिए गए 1 किलोग्राम पदार्थ को दी जाने वाली ऊष्मा की मात्रा को दर्शाता है। वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा J/kg में मापी जाती है।

उबलना एक तरल में वाष्पीकरण की प्रक्रिया है (किसी पदार्थ का तरल से गैसीय अवस्था में संक्रमण), चरण पृथक्करण सीमाओं की उपस्थिति के साथ। वायुमंडलीय दबाव पर क्वथनांक आमतौर पर रासायनिक रूप से शुद्ध पदार्थ की मुख्य भौतिक-रासायनिक विशेषताओं में से एक के रूप में दिया जाता है।

उबालना प्रथम-क्रम चरण संक्रमण है। उबलना सतह से वाष्पीकरण की तुलना में बहुत अधिक तीव्रता से होता है, वाष्पीकरण के केंद्रों के गठन के कारण, प्राप्त उबलते तापमान और अशुद्धियों की उपस्थिति दोनों द्वारा निर्धारित किया जाता है।

बुलबुले बनने की प्रक्रिया को दबाव, ध्वनि तरंगों और आयनीकरण का उपयोग करके प्रभावित किया जा सकता है। विशेष रूप से, यह आवेशित कणों के पारित होने के दौरान आयनीकरण से तरल के माइक्रोवॉल्यूम को उबालने के सिद्धांत पर है जो बुलबुला कक्ष संचालित होता है।

चित्र 12 - उबलता पानी

उबलने, तरल के वाष्पीकरण और भाप के संघनन के दौरान गर्मी की मात्रा: Q=mL

भौतिकी में, पिघलना किसी पदार्थ का ठोस से तरल अवस्था में संक्रमण है। पिघलने की प्रक्रिया के उत्कृष्ट उदाहरण बर्फ का पिघलना और टांका लगाने वाले लोहे से गर्म करने पर टिन के एक ठोस टुकड़े का तरल सोल्डर में बदलना है। किसी पिंड में एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा के स्थानांतरण से उसके एकत्रीकरण की स्थिति में परिवर्तन होता है।

कोई ठोस द्रव क्यों बन जाता है?

किसी ठोस पिंड को गर्म करने से परमाणुओं और अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि होती है, जो सामान्य तापमान पर क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्पष्ट रूप से स्थित होते हैं, जो शरीर को एक स्थिर आकार और आकार बनाए रखने की अनुमति देता है। जब कुछ महत्वपूर्ण गति मान पहुँच जाते हैं, तो परमाणु और अणु अपना स्थान छोड़ना शुरू कर देते हैं, बंधन टूट जाते हैं, शरीर अपना आकार खोना शुरू कर देता है - यह तरल हो जाता है। पिघलने की प्रक्रिया अचानक नहीं, बल्कि धीरे-धीरे होती है, ताकि कुछ समय के लिए ठोस और तरल घटक (चरण) संतुलन में रहें। पिघलने से तात्पर्य एंडोथर्मिक प्रक्रियाओं से है, जो गर्मी के अवशोषण के साथ होती हैं। विपरीत प्रक्रिया, जब कोई तरल पदार्थ जम जाता है, क्रिस्टलीकरण कहलाता है।

चावल। 1. पदार्थ की ठोस, क्रिस्टलीय अवस्था में संक्रमण द्रव चरण.

यह पता चला कि पिघलने की प्रक्रिया के अंत तक तापमान में बदलाव नहीं होता है, हालांकि गर्मी लगातार आपूर्ति की जाती है। यहां कोई विरोधाभास नहीं है, क्योंकि इस अवधि के दौरान आने वाली ऊर्जा जाली के क्रिस्टलीय बंधनों को तोड़ने पर खर्च की जाती है। सभी बंधनों के नष्ट होने के बाद, गर्मी के प्रवाह से अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ जाएगी, और परिणामस्वरूप, तापमान बढ़ना शुरू हो जाएगा।

चावल। 2. शरीर के तापमान बनाम गर्म करने के समय का ग्राफ।

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा का निर्धारण

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा (पदनाम - ग्रीक अक्षर "लैम्ब्डा" - λ) ऊष्मा की मात्रा (जूल में) के बराबर एक भौतिक मात्रा है जिसे स्थानांतरित किया जाना चाहिए ठोस बॉडीइसे पूरी तरह से तरल चरण में स्थानांतरित करने के लिए 1 किलो वजन करें। संलयन की विशिष्ट ऊष्मा का सूत्र इस प्रकार दिखता है:

$$ λ =(Q \over m)$$

मी पिघलने वाले पदार्थ का द्रव्यमान है;

Q पिघलने के दौरान पदार्थ में हस्तांतरित ऊष्मा की मात्रा है।

विभिन्न पदार्थों के मान प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किए जाते हैं।

λ को जानकर, हम उस ऊष्मा की मात्रा की गणना कर सकते हैं जो m द्रव्यमान के किसी पिंड को उसके पूर्ण पिघलने के लिए प्रदान की जानी चाहिए:

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को किन इकाइयों में मापा जाता है?

एसआई (अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली) में संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को जूल प्रति किलोग्राम, जे/किग्रा में मापा जाता है। कुछ कार्यों के लिए, माप की एक गैर-प्रणालीगत इकाई का उपयोग किया जाता है - किलोकैलोरी प्रति किलोग्राम, किलो कैलोरी / किग्रा। आइए याद रखें कि 1 किलो कैलोरी = 4.1868 जे।

कुछ पदार्थों के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा

किसी विशेष पदार्थ के लिए विशिष्ट ऊष्मा मानों की जानकारी पुस्तक संदर्भ पुस्तकों या में पाई जा सकती है इलेक्ट्रॉनिक संस्करणइंटरनेट संसाधनों पर. इन्हें आम तौर पर तालिका के रूप में प्रस्तुत किया जाता है:

पदार्थों के संलयन की विशिष्ट ऊष्मा

सबसे दुर्दम्य पदार्थों में से एक टैंटलम कार्बाइड - TaC है। यह 3990 0 C के तापमान पर पिघलता है। TаC कोटिंग्स का उपयोग धातु के साँचे की सुरक्षा के लिए किया जाता है जिसमें एल्यूमीनियम के हिस्से डाले जाते हैं।

चावल। 3. धातु पिघलने की प्रक्रिया।

हमने क्या सीखा?

हमने सीखा कि ठोस से तरल में संक्रमण को पिघलना कहा जाता है। पिघलना किसी ठोस में ऊष्मा के स्थानांतरण के माध्यम से होता है। संलयन की विशिष्ट ऊष्मा से पता चलता है कि 1 किलो वजन वाले ठोस पदार्थ को तरल अवस्था में बदलने के लिए कितनी ऊष्मा (ऊर्जा) की आवश्यकता होती है।

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