কক্ষ তাপমাত্রায় খাদ্য লবণের ভৌত অবস্থা কঠিন।
সব পদার্থের কণার মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল বল থাকে।
একই পদার্থকে কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তরে তাপমাত্রা পরিবর্তন প্রয়োজন।
লুব্রিকেটিং অয়েল, দুধ ও খাবার লবণের মধ্যে খাবার লবণ এর ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি।
কোনো দ্রবণের অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক শক্তি বেশি হলে কঠিন অবস্থার সৃষ্টি হবে ।
হিলিয়াম গ্যাস, মার্বেল ও কাঠের মধ্যে কাঠের ক্ষেত্রে চাপে আয়তন স্বল্পমাত্রায় সংকোচনশীল
801°C গলনাঙ্কবিশিষ্ট পদার্থটিকে স্থির চাপে তাপমাত্রা বাড়ালে পদার্থটির তরলে রূপান্তর হয় ।
সব পদার্থের কণাগুলোর মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি বিদ্যমান ।
পদার্থের কণাগুলো খুব কাছাকাছি নির্দিষ্ট অবস্থানে থাকার কারণে পদার্থের নির্দিষ্ট আকার প্রকাশ পায় ।
তরল ও বায়বীয় পদার্থে প্রবাহী ধর্ম বিদ্যমান ।
১ লিটার পানি রাখা একটি পাত্রে তাপ প্রয়োগ করলে তরল পদার্থটির আয়তন বৃদ্ধি ঘটে ।
অক্সিজেন গ্যাসের উপর সামান্য, চাপ প্রয়োগ করলে আয়তনের কমে যাবে।
তাপ প্রয়োগে গ্যাসীয় পদার্থের আয়তন অনেক বেড়ে যায় ।
নাইট্রোজেন গ্যাসের কণাগুলোর আন্তঃকণা আকর্ষণ বল খুবই কম কারণ আন্তঃআণবিক দূরত্ব বেশি।
দুধ, নাইট্রোজেন গ্যাস ও কাঠের মধ্যে নাইট্রোজেন গ্যাসের ঘনত্ব সবচেয়ে কম।
হিলিয়াম গ্যাসের আয়তন গ্যাস পাত্রের আয়তনের সমান।
সকল পদার্থ ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত ।
আন্তঃআণবিক শক্তি গতি শক্তির বিপরীত ।
আন্তঃকণা শক্তির কারণে অণুসমূহ পরস্পরের সন্নিকটে থাকতে চায় ।
গ্যাসীয় অবস্থায় পদার্থের কণাসমূহের মধ্যে সর্বাধিক কম্পন স্থানান্তর গতি রয়েছে ।
কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থায় পদার্থের কণাগুলো গতিশীল থাকে। কণার গতিতত্ত্ব থেকে তথ্যটি জানা যায়।
পদার্থের কণাসমূহের আন্তঃআণবিক শক্তি কম হলে দূর বেড়ে যায়।
গতিশক্তির মান আন্তঃকণা আকর্ষণ বলের চেয়ে বেশি হলে তরল গ্যাসীয় অবস্থা লাভ করবে ।
পানির কণাগুলোর আন্তঃকণা আকর্ষণ বল কণাগুলোর গতিশক্তির চেয়ে কম হলে পানির বাস্প হবে ।
গতিতত্ত্ব এর ভিত্তিতে পদার্থের এক অবস্থা থেকে অপর অবস্থায় রূপান্তর করা সম্ভব ।
পানির কণাসমূহের গতিশক্তির মান আন্তঃকণা আকর্ষণ বল এর চেয়ে কম হলে পানি বরফ (কঠিন) অবস্থা লাভ করবে ।
বরফের কণাসমূহের আন্তঃকণা আকর্ষণ বল এর চেয়ে গতিশক্তি বেশি হলে বরফের অবস্থা পানি (তেরল) হবে।
গ্যাসীয় অবস্থায় পদার্থের নির্দিস্ট আকার ও আয়তন না থাকার কারণ আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি শূন্য।
বাম্পকে যদি আরও বেশি তাপ দেওয়া হয় তবে কণাগুলোর গতিশক্তি বাড়বে ।
কঠিন অবস্থায় কণাসমূহের মধ্যে কম্পন ও স্থানান্তর গতি প্রায় শূন্য ।
বরফে তাপ দেওয়া হলে প্রাথমিক পর্যায়ে কণাগুলো কাঁপতে থাকবে।
আন্তঃআণবিক শক্তি বা আকর্ষণ কম হলে দূরত্ব বাড়বে।
পদার্থের কণাসমূহের গতিশক্তির ফলে আন্তঃআণবিক দূরত্ব বেড়ে যায়
কোনো মাধ্যমে পদার্থের স্বতঃস্ফূর্তভাবে ছড়িয়ে পড়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।
কঠিন পদার্থের ব্যাপন ঘটে না।
মূলত গতিশক্তির ভিন্নতার কারণে পদার্থের কণাসমূহের ব্যাপন ঘটে।
দুটি মাধ্যমে তাপ ও চাপগত পার্থক্য না থাকলেও ঘনত্বের ভিন্নতার ভিত্তিতে ব্যাপনের গতিশক্তির ভিন্নতা।
ব্যাপনের হার বস্তুর ভরের উপর নির্ভরশীল।
তাপমাত্রা বাড়লে সাধারণত ব্যাপন হার বৃদ্ধি পায়।
মাধ্যমের ঘনত্ব বেশি হলে ব্যাপন হার কমবে।
ব্যাপিত পদার্থের অণুর ঘনত্ব বেশি হলে ব্যাপন হার বেশি হবে।
বায়ুমণ্ডলের চাপ বেশি হলে ব্যাপন হার কমবে ।
তরল-কঠিন ও তরল-তরল ক্ষেত্রে ব্যাপন হার বেশি তরল-তরল এর ক্ষেত্রে।
O₂(32) এবং CO₂(44) এর মধ্যে ০₂ এর ব্যাপন হার বেশি ।
কণার ভর কম কিন্তু পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা বেশি হলে ব্যাপন হারবেশি হয়।
অণুর উচ্চচাপ থেকে নিম্নচাপের দিকে সজোরে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে নিঃসরণ বলে ।
CH₁, O2, N2 এর মধ্যে 0₂ এর নিঃসরণ হার কম ।
বস্তুর ভর ও ঘনত্ব যত বেশি হয় নিঃসরণের হার হ্রাস তত পায় ।
CH₁, N2, NO₂ এর মধ্যে CH4 নিঃসরণ দ্রুত ঘটে ।
তাপমাত্রা বাড়লে নিঃসরণ হার বৃদ্ধি পায়।
মিথেন গ্যাসকে চাপ বৃদ্ধি করে সিএনজি-তে পরিণত করা হয়।
বেলুনে হিলিয়াম গ্যাস ব্যবহার করা হয়।
H₂ এর চেয়ে CO₂ এর নিঃসরণের হার কম কারণ CO₂ ভারী বলে।
যানবাহনে জ্বালানি হিসেবে Compressed Natural Gas (CNG) গ্যাস ব্যবহার করা হয়।
গ্যাসীয় অবস্থায় পদার্থের নিঃসরণ ঘটে।
প্রোপেন ও বিউটেন তরল অবস্থায় সিলিন্ডারে ভর্তি করা হয় ।
উচ্চচাপে সংকোচন প্রক্রিয়ায় গ্যাসকে তরলে পরিণত করা হয় ।
Compressed Natural Gas মূলত মিথেন (CH4) গ্যাস ।
বাসাবাড়িতে জ্বালানি কাজে ব্যবহৃত সিলিন্ডারে প্রোপেন ও বিউটেন উচ্চচাপে সংকুচিত করা হয় ।
ব্যাপন ও নিঃসরণ সাধারণত প্রবহমান পদার্থের ক্ষেত্রে কার্যকর।
যানবাহন চালানোর সময় সিলিন্ডার থেকে সিএনজি নিঃসরণ প্রক্রিয়ায় বেরিয়ে ইঞ্জিনে প্রবেশ করে ।
চাপ এর ভিত্তিতে ব্যাপন ও নিঃসরণ পার্থক্য করা হয়।
মোম হাইড্রোকার্বনের মিশ্র পদার্থ ।
মোমবাতির দহনের সময় মোম অক্সিজেন (O₂) এর সাথে বিক্রিয়া করে।
মোমের দহনের ফলে CO₂(g) ও H₂O(g) উৎপন্ন হয় ।
তাপে পদার্থের অণুর গঠনের পরিবর্তন ঘটে না।
মোমের প্রজ্বলনে মোমের সুতার অগ্রভাগে গ্যাসীয় অবস্থাপ্রাপ্ত হয় ।
মোম জ্বালানোর সময় ভৌত ও রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটে ।
তাপের প্রভাবে মোমের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় এই তিন অবস্থায় অস্তিত্ব পাওয়া যায়।
মোমের জ্বলনে পদার্থের ৩টি অবস্থা লক্ষণীয় ।
পদার্থের পরিবর্তন দুই প্রকার ।
তাপে পদার্থের কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে গলন বলে।
1 বায়ুমণ্ডলীয় চাপ চাপে. গলনাঙ্ক হিসাব করা হয় ।
1 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে বরফের গলনাঙ্ক 0 °C।
সাধারণ লবণের গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক বেশি কারণ আন্তঃআণবিক শক্তি বেশি।
স্ফুটনাঙ্কে পৌছালে গ্যাসীয় পদার্থের কণাসমূহ তরলের উপরিতল থেকে বাইরে বেরিয়ে যায়।
পানির স্ফুটনাঙ্ক 100 °C।
স্ফুটনাঙ্ক পদার্থের আন্তঃআণবিক শক্তির উপর নির্ভরশীল ।
স্ফুটনের পরে পদার্থের অণুসমূহের কম্পনশক্তি বিভিন্ন দিকে চলাচলের জন্য শক্তি সঞ্চয় করে।
কোনো কঠিন পদার্থের গলনাঙ্কে পৌছানোর পর তাপ প্রয়োগ সত্ত্বেও তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাবে না।
টাংস্টেন পদার্থের গলনাঙ্ক সবচেয়ে বেশি।
বরফের হিমাঙ্ক 0°C ।
কোনো পদার্থের গলনাঙ্ক ও হিমাঙ্কের মানের পার্থক্য সমান।
স্ফুটনের বিপরীত প্রক্রিয়া ঘনীভবন।
গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক মূলত তাপমাত্রা।
স্ফুটনাাঙ্কে পৌছানোর পর যে তাপ প্রয়োগ করা হয় তা বাষ্পে পরিণত করতে ব্যবহৃত হয়।
বায়ুশূন্য স্থানে তরলের স্ফুটনাঙ্ক কম থাকে ।
পাহাড়ের ওপর পানির স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পাওয়ার কারণ অধিক বায়ুচাপ।
হিমালয় পর্বতের ওপরে পানির স্ফুটনাঙ্ক 71°C।
ভূ-পৃষ্ঠে পানির স্ফুটনাঙ্ক 100°সে ।
খাবার লবণ এর গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক গলনাঙ্ক 801°C এবং স্ফুটনাঙ্ক 1465 °C।
KCI এর গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক- গলনাঙ্ক 770 °C এবং স্ফুটনাঙ্ক 1420 °C।
পারদ এবং সিজিয়াম ধাতু স্বাভাবিক তাপমাত্রায় তরল অবস্থায় থাকে ।
Hg (-38.83 °C) ধাতুর গলনাঙ্ক সবচেয়ে কম ।
ইউরিয়ার গলনাঙ্ক 133 °C।
মিশ্র পদার্থের সুনির্দিষ্ট গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক থাকে না।
1 atm চাপে বিশুদ্ধ সালফারের গলনাঙ্ক 115 °C।
0°C তাপমাত্রায় পানির কণাসমূহের আন্তঃআণবিক দূরত্ব হ্রাস পেয়ে আন্তঃআণবিক শক্তি বৃদ্ধি পেতে থাকে।
তরলকে তাপে বাষ্পে পরিণত করার প্রক্রিয়াকে বাষ্পীভবন বলে।
জলীয়বাষ্পকে যখন ঘনীভবন করা হয়, তখন কণাসমূহের ক্ষেত্রে পারিপার্শ্বে শক্তি নির্গত করবে ।
কোনো কোনো কঠিন পদার্থকে তাপ দিলে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হওয়ার প্রক্রিয়াকে উর্ধ্বপাতন বলে ।
তাপ প্রয়োগে কঠিন থেকে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হওয়া পদার্থকে শীতলীকরণ প্রক্রিয়ায় পুনরায় কঠিন পদার্থে পরিণত করা যায়।
সমীকরণের সাহায্যে পাতন প্রক্রিয়াটি হল পাতন = বাষ্পীভবন + ঘনীভবন।
উদ্বায়ী পদার্থের গলনাঙ্কের নিম্ন তাপমাত্রায় বাষ্পচাপ বায়ুচাপ অপেক্ষা বেশি হয়।
উর্ধ্বপাতন পদ্ধতির মাধ্যমে পৃথকীকৃত বস্তুকে উৎক্ষেপ বলে।
উর্ধ্বপাতন প্রক্রিয়ায় পদার্থের তরল অবস্থায় অস্তিত্ব নেই।
উদ্বায়ী পদার্থ তরলে পরিণত হয় না কণাসমূহের আন্তঃআণবিক শক্তি কম বলে।
নিশাদল (NH,CI) এর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হওয়ার কারণ আন্তঃআণবিক শক্তি কম তাই ।
একটি উদ্বায়ী খনিজ অধাতুর নাম সালফার (S)।
একটি উপধাতুর নাম আর্সেনিক (As)।
কপূরের সংকেত C10H10O
ন্যাপথলিনের সংকেত C10Hg
আমাদের চারপাশে যা কিছু আছে, যার ভর আছে এবং স্থান দখল করে তাকে বলে পদার্থ। এটি পরমাণু বা অণু দ্বারা গঠিত। পদার্থকে তার অণুগুলোর মধ্যেকার আকর্ষণ শক্তির ভিত্তিতে মূলত তিনটি অবস্থায় পাওয়া যায়: কঠিন, তরল এবং গ্যাসীয়।
পদার্থের বিভিন্ন ধরনের বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
যেমন:
➡️ পদার্থের নির্দিষ্ট ভর আছে।
➡️ পদার্থ স্থান দখল করে।
➡️ পদার্থের ঘনত্ব আছে।
➡️ পদার্থের নির্দিষ্ট গলনাঙ্ক-স্ফুটনাংক আছে
যে পদার্থের নির্দিষ্ট আকার এবং নির্দিষ্ট আয়তন থাকে, তাকে কঠিন পদার্থ বলে। এর অণুগুলো পরস্পরের খুব কাছাকাছি অবস্থান করে এবং একটি নির্দিষ্ট জ্যামিতিক কাঠামো তৈরি করে।
উদাহরণস্বরূপ: লোহা, কাঠ, পাথর ইত্যাদি কঠিন পদার্থ।
কঠিন পদার্থের বৈশিষ্ট্যসমূহ হচ্ছে-
১. কঠিন পদার্থের কণাগুলোর মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল সবচেয়ে বেশি।
২. কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট আকার হয়, কঠিন পদার্থের উপর চাপ প্রয়োগ করলে এরা সংকুচিত হয় না।
৩. তাপমাত্রা বাড়ালে কঠিন পদার্থের আয়তন খুবই কম পরিমাণ বৃদ্ধি পায়।
তরল পদার্থ হলো এমন একটি পদার্থ, যার নির্দিষ্ট আয়তন থাকে কিন্তু নির্দিষ্ট আকার থাকে না। এর অণুগুলো কঠিন পদার্থের তুলনায় কিছুটা দূরে দূরে থাকে এবং স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ: পানি, তেল ইত্যাদি তরল পদার্থ।
তরল পদার্থের বৈশিষ্ট্যসমূহ হচ্ছে-
১.তরল পদার্থকে যে পাত্রে রাখা হয়, সেই পাত্রের আকার ধারণ করে।
২. তরলের কণাগুলো মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল কঠিনের চেয়ে কম হয়।
৩. তরল পদার্থকে চাপ প্রয়োগে আয়তন হ্রাস পায় না, তবে তাপ প্রয়োগে আয়তন বৃদ্ধি পায়।
তরল পদার্থের কণিকাসমূহের গতিশক্তি, আন্তঃআণবিক আকর্ষণ শক্তির প্রায় সমকক্ষ। ফলে এরা একটি নির্দিষ্ট সীমায় অবস্থান পরিবর্তন করে চলাচল করতে পারে। এজন্য তরল পদার্থের নির্দিষ্ট আকার নেই। তবে কণিকাগুলোর চলাচল একটি সীমার মধ্যে সীমাবদ্ধ বলে এদের নির্দিষ্ট আয়তন আছে।
গ্যাসীয় পদার্থ হলো এমন একটি পদার্থ, যার নির্দিষ্ট আকার এবং নির্দিষ্ট আয়তন কিছুই থাকে না। এর অণুগুলো পরস্পরের থেকে অনেক দূরে দূরে থাকে এবং সর্বদা গতিশীল থাকে এবং স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ: বায়ু, অক্সিজেন ইত্যাদি গ্যাসীয় পদার্থ।
গ্যাসীয় পদার্থের বৈশিষ্ট্যসমূহ হচ্ছে-
১. গ্যাসীয় পদার্থ যেকোনো আয়তনের পাত্রে রাখলে সেই পাত্রের পুরো আয়তন দখল করে।
২. গ্যাসীয় পদার্থের কণাগুলোর আন্তঃকণা আকর্ষণ বল খুবই কম।
৩. তাপ প্রয়োগ করলে গ্যাসীয় পদার্থের আয়তন অনেক বেড়ে যায়
পদার্থের অণুসমূহ সর্বদা কম্পমান থাকে। তাপ শক্তির প্রভাবেতাদের মধ্যে গতিশক্তির সঞ্চার হয়। ফলে অণুসমূহ পরস্পর হতে বিচ্ছিন্ন হতে চায় এবং এক পর্যায়ে অণুসমূহ বন্ধন ছিন্ন করে দূরে সরে যায়। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে অণুসমূহ পরস্পরের কাছাকাছি চলে আসে। এভাবে তাপের প্রভাবে একই পদার্থ কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় অবস্থা প্রদর্শন করে।
গ্যাসীয় পদার্থের অণুগুলোর মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ শক্তি' অত্যন্ত কম এবং গতিশক্তি অত্যধিক থাকে। এজন্য অণুগুলো ইতস্তত বিক্ষিপ্তরূপে স্বাধীনভাবে বিভিন্ন দিকে চলাচল করতে পারে। অণুগুলোর মধ্যকার ফাঁকা স্থান বা দূরত্ব খুবই বেশি থাকায় গ্যাসীয় পদার্থের কোনো নির্দিষ্ট আকার ও আয়তন থাকে না।
তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পায়। কারণ অধিক পরিমাণ শক্তি লাভ করায় গ্যাসীয় কণার ছুটাছুটি বেড়ে যাওয়ায় পরস্পর থেকে কিছুটা দূরে সরে যেতে থাকে। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে আন্তঃআণবিক শক্তি বৃদ্ধি পায় বলে গ্যাসের আয়তন হ্রাস পায়।
প্রত্যেক পদার্থের ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণাগুলো একে অপরকে আকর্ষণ করে থাকে, যাকে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি বলা হয়। আবার কণাগুলোর গতিশক্তিও রয়েছে। আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি এবং কণাগুলোর গতিশক্তি দিয়ে পদার্থের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থা ব্যাখ্যা করার তত্ত্বকেই কণার গতিতত্ত্ব বলা হয়।
যে শক্তি বলে অণুসমূহের মধ্যে আকর্ষণ বিদ্যমান তাকে বলে আন্তঃআণবিক শক্তি। পদার্থের অবস্থাভেদে আন্তঃআণবিক শক্তির তারতম্য ঘটে। যেমন- কঠিন পদার্থের সবচেয়ে বেশি, তরলের আন্তঃআণবিক শক্তি কঠিন পদার্থের চেয়ে কম এবং গ্যাসীয় পদার্থের সবচেয়ে কম।
কঠিন পদার্থকে তাপ দেওয়া হলে কণাগুলো তাপশক্তি গ্রহণ করে কাঁপতে থাকে। যদি আরও বেশি তাপ দেওয়া হয় তাহলে কণাগুলো এত বেশি কাঁপতে থাকে যে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি কমে যায় এবং কিছুটা পতিশক্তি প্রাপ্ত হয়। ফলে কণাসমূহের আন্তঃআণবিক দূরত্ব বৃদ্ধি পায় এবং পদার্থ তারল অবস্থাপ্রাপ্ত হয়।
তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পায়। কারণ এ সময় গ্যাসের অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক শক্তি খুবই কমে যায়। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে আন্তঃআণবিক শক্তি বৃদ্ধি পাওয়ায় গ্যাসের আয়তন হ্রাস পায়।
কঠিন পদার্থকে তাপ দিরে অণুসমূহের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়। ফলে পদার্থটি কঠিন থেকে তরলে পরিণত হয়। তরলকে আরো তাপ দিলে গতিশক্তি আরো বৃদ্ধি পেয়ে গ্যাসীয় অবস্থার সৃষ্টি হয়। গতিশক্তির সাথে পদার্থের অবস্থার পরিবর্তনের সম্পর্ক নিচের ছকের সাহায্যে সহজে ব্যাখ্যা করা যায়-
তরল অবস্থায় পদার্থকে তাপ দেওয়া হলে কণাগুলো তাপশক্তি নিয়ে গতিশক্তি বৃদ্ধি করতে থাকে এবং একসময় গতিশক্তি এত বেড়ে যায় যে কণাগুলো আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি থেকে প্রায় মুক্ত হয়ে 'বিক্ষিপ্তভাবে ছুটতে থাকে। ফলে পদার্থের আন্তঃআণবিক দূরত্ব সর্বাধিক হয় এবং পদার্থ গ্যাসীয় অবস্থায় পদার্পণ করে।
গ্যাসীয় অবস্থায় পদার্থের আর কোনো নির্দিষ্ট আয়তন থাকে না। ডাকে যে আয়তনের পাত্রে রাখা হবে কণাগুলো সেই আয়তনেই ছোটাছুটি করতে পারবে। গ্যাসীয় অবস্থায় পৌঁছানোর পর যদি আরও তাপ দেওয়া হয় তখন কণাগুলো আরও জোরে ছুটতে থাকবে অর্থাৎ গতিশক্তি আরও বেড়ে যাবে। তবে পদার্থের অবস্থার কোনো পরিবর্তন হবে না।
পদার্থের চতুর্থ অবস্থা হিসেবে পরিচিত প্লাজমা অবস্থা সৃষ্টি করার জন্য একটি গ্যাসকে অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করতে হয়। এই উচ্চ তাপমাত্রার কারণে গ্যাসের পরমাণু বা অণুগুলো থেকে ইলেকট্রন বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং একটি আয়নিত গ্যাস তৈরি হয়। এই আয়নিত গ্যাসকেই বলে প্লাজমা। প্লাজমা অবস্থা সৃষ্টির জন্য সাধারণত বিদ্যুৎ চাপ, লেজার বা মাইক্রোওয়েভ ব্যবহার করা হয়।
পদার্থ যেসব ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণার সমন্বয়ে গঠিত, সে কণাগুলো যেকোনো তাপমাত্রায় চলাচল করে। ক্ষুদ্র কণাগুলোর চলাফেরার ফলে পদার্থ এক ধরনের শক্তি লাভ করে। পদার্থের এ শক্তিই গতিশক্তি। তাপ প্রয়োগের ফলে ক্ষুদ্র কণাগুলোর চলাচলের গতি বৃদ্ধি পায়। এ কারণে গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়।
তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পায়। কারণ এ সময় গ্যাসের অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক শক্তি খুবই কমে যায়। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে আন্তঃআণবিক শক্তি বৃদ্ধি পাওয়ায় গ্যাসের আয়তন হ্রাস পায়। অর্থাৎ তাপমাত্রা ও আয়তন পরস্পরের সমানুপাতিক।
ব্যাপন হলো কোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়া। একটি ঘরে যদি সুগন্ধি স্প্রে করা হয়, তাহলে ধীরে ধীরে সারা ঘরে সুগন্ধি ছড়িয়ে পড়ে। এটিই ব্যাপনের একটি উদাহরণ।
কোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা বায়বীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে বলে ব্যাপন। চিনি একটি কঠিন পদার্থ, যা পানিতে রেখে দিলে এর কণাগুলো স্বতঃস্ফূর্তভাবে পুরো পানিতে ছড়িয়ে পড়ে এবং যেকোনো স্থানের পানি পান করলে তখন সমান মিষ্টি লাগে। অর্থাৎ পানিতে চিনির ব্যাপন ঘটে।
ব্যাপন হার হলো কোনো পদার্থের কণাগুলো নির্দিষ্ট সময়ে কত দূর অবধি ছড়িয়ে পড়তে পারে, তার পরিমাপ। সহজ কথায়, ব্যাপন হার নির্দেশ করে কোনো পদার্থ কত দ্রুত অন্য কোনো পদার্থের মধ্যে ছড়িয়ে পড়বে। যেমন, একটি ঘরে সুগন্ধি স্প্রে করলে, সুগন্ধি কত দ্রুত সারা ঘরে ছড়িয়ে পড়বে, তা ব্যাপন হারের উপর নির্ভর করে।
পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (KMnO₁) কঠিন হলেও একে পানিতে দ্রবীভূত করা হলে অণুগুলো পানি ছড়িয়ে পড়তে শুরু করে। পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেটের এর স্ফটিকগুলো যখন পানিতে দ্রবীভূত হয়, তখন এর অণুগুলো পানির অণুগুলোর মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে এবং পুরো পানিকে গোলাপি রঙে রাঙিয়ে দেয়। এই প্রক্রিয়াটিই হচ্ছে ব্যাপন। সুতরাং বলা যায়, KMnO, কঠিন হলেও এর ব্যাপন সম্ভব।
কোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে। যেমন, পরীক্ষাগারে NH3-এর বোতল খোলা রাখলে কিছুক্ষণের মধ্যেই সেখানে NH3গ্যাসের গন্ধ অনুভূত হয়। এভাবে NH3গ্যাসটির ছড়িয়ে পড়া হলো ব্যাপন।
ব্যাপন হার বিভিন্ন বিষয়ের যেমন তাপমাত্রা, পদার্থের প্রকৃতি, অণুর আকার, মাধ্যমের ঘনত্ব ইত্যাদির উপর নির্ভর করে। উচ্চ তাপমাত্রায় অণুগুলোর গতিশক্তি বেশি হওয়ায় ব্যাপন হার বাড়ে। ছোট আকারের অণুগুলো বড় আকারের অণুর তুলনায় দ্রুত ব্যাপিত হয়। আবার, যে মাধ্যমে ব্যাপন ঘটে, তার ঘনত্ব কম হলে ব্যাপন হার বেশি হয়। উদাহরণস্বরূপ, গ্যাসে ব্যাপন হার তরলের তুলনায় অনেক বেশি, কারণ গ্যাসের ঘনত্ব অনেক কম।
গ্রাহামের ব্যাপন সূত্র অনুসারে, 'নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে কোনো গ্যাসের ব্যাপন হার এর ঘনত্বের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক।' অর্থাৎ, কোনো গ্যাস যত হালকা হবে, তত দ্রুত এটি ব্যাপিত হবে। এই সূত্রটি গ্যাসের আণবিক ভরের সাথেও সম্পর্কিত। আণবিক ভর কম হলে ব্যাপন হার বেশি হবে এবং আণবিক ভর বেশি হলে ব্যাপন হার কম হবে।
ব্যাপন হার তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে পদার্থের ব্যাপন হার বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে বস্তুর আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের মান কমে যায়। ফলে পদার্থের কণাগুলো তাপ গ্রহণ করে ডাধিক গতিশক্তি প্রাপ্ত হয় এবং দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে কঠিন পদার্থের ব্যাপন হার সবচেয়ে কম এবং গ্যাসীয় পদার্থের ব্যাপন হার সবচেয়ে বেশি হয়।
কোনো পদার্থের ব্যাপনের হার তার ভর ও আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের উপর নির্ভরশীল। আন্তঃআণবিক আকর্ষণ কম হলে ব্যাপন দ্রুত হয় অর্থাৎ ব্যাপন হার বেশি হয়। তাপমাত্রা বাড়ালে বস্তুর আন্তঃকণা আকর্ষণ কমে যায় এবং ফলস্বরূপ ব্যাপন হার বেড়ে যায়।
SO₂(g) এবং CH4(g) এর মধ্যে CH4(g) এর ব্যাপন হার বেশি। কারণ, যার আণবিক ভর যত কম হবে, তার ব্যাপন হার তত বেশি হরে। SO₂ এর আণবিক ভর = (32+ 16 × 2) বা, 64 এবং CH4 এর আণবিক ভর = (12 + 1 × 4) বা, 16,যেহেতু CH4এর আণবিক ভর কম, তাই এর ব্যাপন হার বেশি হয়।
জানা আছে, পদার্থের আণবিক ভর যত কম, তার ব্যাপন হার তত বেশি। যেমন-
CH4 এর আণবিক ভর = 12 + 4 = 16
NH3 এর আণবিক ভর = 14 + 3 = 17
দেখা যাচ্ছে, NH3 এর আণবিক ভর (17), CH4 (16) এর তুলনায় বেশি। তাই NH3পদার্থটির ছড়িয়ে পড়তে বেশি লাগবে তথা এর ব্যাপন সময় বেশি।
H₂S এবং CO₂ এর মধ্যে H₂S এর ব্যাপনের হার বেশি। জানা আছে, যে গ্যাসের আণবিক ভর যত বেশি, সে গ্যাসের ব্যাপন হার তত কম। H₂S এর আণবিক ভর (1×2+32) = 34 যা CO₂ এর আণবিক ভর (12+ 16 × 2) = 44 হতে কম। তাই H₂S, এর ব্যাপনের হার বেশি।
জানা আছে, যেসব গ্যাসের আণবিক ভর যত কম, তাদের ব্যাপন হার তত বেশি।
SO₂ এর আণবিক ভর = 32 + (2 × 16)
=32+32=64 এবং
NH3 এর আণবিক ভর 14+1 x 3=17
দেখা যাচ্ছে, SO₂ এর আণবিক ভর NH3 অপেক্ষা বেশি। সুতরাং, NH3 এর ব্যাপন হার SO₂ অপেক্ষা বেশি।
NH3 ও HCI এর মধ্যে NH3এর ব্যাপনের হার বেশি। কারণ-জানা আছে, পদার্থের আণবিক ভর ও ঘনত্ব যত কম হবে তার ব্যাপনের হার তত বেশি হবে। NH3এর আণবিক ভর (17) HCI এর আণবিক ভর (36.5) অপেক্ষা কম। তাই NH3এর ব্যাপনের হার HCI অপেক্ষা বেশি।
জানা আছে, যে গ্যাসের আণবিক ভর কম, সে গ্যাসের ব্যাপন হার বেশি।
CO গ্যাসের আণবিক ভর = (12+16)= 28
CH4গ্যাসের আণবিক ভর = (12+1× 4) = 16
যেহেতু CH4 গ্যাসের আণবিক ভর কম। সুতরাং, CH4গ্যাসের ব্যাপন হার বেশি।
জানা আছে, যেসব গ্যাসের আণবিক ভর যত বেশি, তাদের ব্যাপন হার তত কম। আর যেসব গ্যাসের আণবিক ভর যত কম, তাদের ব্যাপন হার তত বেশি।
CO এর আণবিক ভর = 12+16=28
NO এর আণবিক ভর = 14 + 16 = 30
যেহেতু CO গ্যাসের আণবিক ভর দুটি গ্যাসের মধ্যে কম, সেহেতু CO ও NO এর মধ্যে CO গ্যাসের ব্যাপনের হার বেশি।
CO ও N₂O এর মধ্যে CO এর ব্যাপনের হার বেশি। কারণ, জানা আছে, যে গ্যাসের আণবিক ভর যত বেশি, সে গ্যাসের ব্যাপন হার তত কম। CO এর আণবিক ভর = (12 + 16) = 28, যা N₂O এর আণবিক ভর = (2x14+16) = 44 হতে কম। তাই CO ব্যাপন হার বেশি।
সরু ছিদ্রপথে কোনো গ্যাসের অণুসমূহের উচ্চচাপ থেকে নিম্নচাপ অঞ্চলে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে বলে নিঃসরণ। যেমন H2, N₂ ও CH₁ ভর্তি তিনটি বেলুনে সম আয়তনের ছিদ্র করলে H₂ গ্যাসটি সবচেয়ে দ্রুত বেরিয়ে যাবে। কারণ H₂ গ্যাসের আণবিক ভর সবচেয়ে কম। তাই এর নিঃসরণ হাব সবচেয়ে বেশি।
| ব্যাপন | নিঃসরণ |
| ১. ব্যাপন হলো সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে অণুসমূহের স্বতঃস্ফূর্ত মন্থর প্রক্রিয়া। | ১. নিঃসরণ হলো অধিক চাপের প্রভাবে গ্যাসীয় দ্রুত প্রক্রিয়া। |
| ২. ব্যাপনের বেলায় আধারের ভিতরে ও বাইরে একই বায়ুচাপ থাকে। | ২. নিঃসরণের বেলায় আধারের ভিতরে অধিক চাপ এবং বাইরে কম চাপ বা ভ্যাকুয়াম অবস্থা থাকে। |
ব্যাপন ও নিঃসরণের হার বস্তুর আণবিক ভর ও ঘনত্বের উপর নির্ভরশীল। যে বস্তুর আণবিক ভর ও ঘনত্ব যত বেশি হবে তার ব্যাপন ও নিঃসরণের হার তত হ্রাস পাবে। কিন্তু ব্যাপনের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব নেই, নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব আছে।
বেলুনে ছিদ্র করা হলে এর ভেতরের গ্যাস বাইরের উচ্চ চাপের 'কারণে নিম্ন চাপের পরিবেশে ছড়িয়ে পড়তে চায়। ছিদ্রের মাধ্যমে গ্যাসের অণুগুলো বাইরে বেরিয়ে আসতে থাকে এবং এর ফলে বেলুনটিকে ফুলিয়ে রাখা গ্যাসের চাপ কমে যায়। এই ঘটনাকেই বলা -হয় গ্যাসের নিঃসরণ। এই প্রক্রিয়াটি ততক্ষণ চলতে থাকে, যতক্ষণ না বেলুনের ভেতরের ও বাইরের চাপ সমান হয়ে যায়।
গ্যাসের চুলায় সাধারণত প্রোপেন বা বিউটেন গ্যাস ব্যবহৃত হয়। যখন আমরা চুলা জ্বালাই, তখন সিলিন্ডারের ভেতরের উচ্চচাপে থাকা গ্যাস নিম্নচাপের বায়ুমণ্ডলে ছড়িয়ে পড়তে চায়। চুলার নলের ছিদ্র দিয়ে গ্যাস বের হয়ে আসে এবং বাতাসের সাথে মিশে জ্বলে। এই প্রক্রিয়াকেই বলে গ্যাসের নিঃসরণ। সিলিন্ডারের চাপ যত বেশি হবে, নিঃসরণের হার তত বেশি হবে।
নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব বেশি। বাহ্যিক উচ্চ চাপের প্রভাবে পাত্রের সরু ছিদ্রপথ দিয়ে গ্যাস সজোরে বের হয়। একে 'নিঃসরণ বলে। বাহ্যিক চাপ ছাড়াও ছিদ্র পথ দিয়ে গ্যাস বের হতে পারে। তখন তাকে বলা হয় ব্যাপন। এজন্য ব্যাপনের ক্ষেত্রে বাহ্যিক চাপের প্রয়োজন নেই। তাই বলা যায়, নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব বেশি।
নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব বেশি। বাহ্যিক উচ্চ চাপের প্রভাবে পাত্রের সরু ছিদ্রপথ দিয়ে গ্যাস সজোরে বের হয়। একে 'নিঃসরণ বলে। বাহ্যিক চাপ ছাড়াও ছিদ্র পথ দিয়ে গ্যাস বের হতে পারে। তখন তাকে বলা হয় ব্যাপন। এজন্য ব্যাপনের ক্ষেত্রে বাহ্যিক চাপের প্রয়োজন নেই। তাই বলা যায়, নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব বেশি।
বডি স্প্রেতে সুগন্ধি দ্রব্যসমূহ (দ্রাবকসহ) উচ্চচাপে তরলীকৃত অবস্থায় থাকে। বডি স্প্রে এর স্প্রে বাটনে চাপ দিলে সূক্ষ্ম ছিদ্রপথে সুগন্ধি দ্রব্য উচ্চচাপ অঞ্চল (বডি স্প্রে বোতল) থেকে নিম্নচাপ অঞ্চলে (বাইরে) নিঃসরণ প্রক্রিয়ায় বেরিয়ে আসে। তারপর ব্যাপন প্রক্রিয়ায় চারদিকে ছড়িয়ে পড়ে। অর্থাৎ সম্পূর্ণ চাপমুক্ত হলে তখন ব্যাপনে রূপান্তরিত হয়।
পাকা কাঁঠাল থেকে গন্ধ কাঁঠালের ত্বকের ছিদ্রপথে গন্ধ বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়া হলো নিঃসরণ, আবার এই গন্ধ বের হওয়ার পর বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়া হলো ব্যাপন। অর্থাৎ কাঁঠালের ভিতর কাঁঠাল পাকার জন্য দায়ী উপাদান বাইরে বেরিয়ে আসে নিঃসরণ প্রক্রিয়ায় আবার বের হওয়ার পর উপাদানটির স্বতঃস্ফূর্তভাবে চারদিকে ব্যাপন প্রক্রিয়ায় ছড়িয়ে পড়ে। ফলে আমরা গন্ধ অনুভব করি।
জানা আছে, যে যৌগের আণবিক ভর যত বেশি, সে যৌগের নিঃসরণ হার তত কম।
বিউটেন (C₄H₁০) এর আণবিক ভর (12 x 4) + (1 x 10) = 58
প্রোপেন (C₂H₂) এর আণবিক ভর যেহেতু বিউটেনের আণবিক ভর =(12×3) + (1 x 8) = 44 প্রোপেন অপেক্ষা বেশি, সেহেতু বিউটেনের নিঃসরণ হার প্রোপেনের তুলনায় কম হয়।
কোনো পাত্রে গ্যাসের চাপ যত বেশি হবে, গ্যাসের অণুগুলো ছিদ্র পথে ততবেশি সেই বাইরে বেরিয়ে আসতে চেষ্টা করবে। অর্থাৎ, নিঃসরণের হার চাপের সরাসরি সমানুপাতিক। চাপ যত বাড়বে, নিঃসরণের হারও তত বাড়বে। উদাহরণস্বরূপ, একটি গ্যাস সিলিন্ডারে গ্যাসের চাপ বেশি থাকে বলে, যখন আমরা সিলিন্ডারের ভাল্ব খুলি, তখন গ্যাস খুব জোরে বেরিয়ে আসে।
স্বাভাবিক চাপে ব্যাপন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কোনো পদার্থ উচ্চ ঘনত্বের অবস্থান হতে নিম্ন ঘনত্বের দিকে ছড়িয়ে পড়ে। অন্যদিকে সরু ছিদ্রপথে কোনো গ্যাসের অনুসমূহের উচ্চচাপ অঞ্চল হতে নিম্নচাপ অঞ্চলে সজোরে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়া হচ্ছে নিঃসরণ। এই প্রক্রিয়াটি উচ্চচাপে সংঘটিত হওয়ায় গ্যাস অণুসমূহের গড় গতিশক্তি ও গড় বর্গবেগের বর্গমূলীয় মান ব্যাপন অপেক্ষা বেশি হয়। ফলে ব্যাপন অপেক্ষা নিঃসরণ দ্রুতগামী হয়।
মোম একটি উচ্চতর অ্যালকেন। সাধারণ তাপমাত্রায় এটি নরম কঠিন পদার্থ হিসেবে থাকে। মোম বিভিন্ন প্রাকৃতিক উৎস থেকে, যেমন উদ্ভিদ, প্রাণী এবং কীটপতঙ্গের প্রাকৃতিক নিঃসরণ থেকে পাওয়া যায়। এটি বিভিন্ন চর্বি, তেল এবং জৈর দ্রাবকে দ্রবীভূত হয়। মোমের গলনাঙ্ক সাধারণত 40 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে হয়।
প্রজ্জ্বলিত অবস্থায় মোম তিনটি অবস্থায় দেখা যায়: কঠিন, তরল এবং গ্যাসীয়। মোমবাতির নিচের অংশ কঠিন অবস্থায় থাকে, মাঝখানে তাপের প্রভাবে মোম গলে তরলে পরিণত হয় এবং বাষ্পীভূত হয়ে গ্যাসীয় অবস্থায় জ্বলে। এই তিনটি অবস্থাকেই মোমবাতি জ্বালিয়ে সহজেই পর্যবেক্ষণ করা যায়।
মোমের দহন করলে তার কিছু অংশ ভৌত পরিবর্তনের মাধ্যমে গলে কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তরিত হয় এবং ঠান্ডা হয়ে পুনরায় কঠিন অবস্থা প্রাপ্ত হয়। একই সাথে মোমের কিছু অংশ বায়ুর অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন ডাইতাক্সাইড ও জলীয় বাষ্প উৎপন্ন করে। এক্ষেত্রে নতুন পদার্থ সৃষ্টি হওয়ায় এটি একটি রাসায়নিক পরিবর্তন।
মোম জ্বালালে তার কিছু অংশ শুধু ভৌত পরিবর্তনের মাধ্যমে গলে কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তরিত হয় এবং ঠান্ডা হয়ে পুনরায় কঠিন অবস্থায় পরিণত হয়। একই সাথে মোমের কিছু অংশ অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন ডাইঅক্সাইড ও জলীয় বাষ্প উৎপন্ন করে। এটি একটি রাসায়নিক পরিবর্তন। অর্থাৎ, মোম জ্বালালে ভৌত ও রাসায়নিক দুই ধরনের পরিবর্তন সংঘটিত হয়।
যে পরিবর্তনের ফলে সম্পূর্ণ ভিন্নধর্মী নতুন পদার্থে পরিণত হয় তাকে বলে রাসায়নিক পরিবর্তন। ইথেন (C₂H₂) এর দহন একটি রাসায়নিক পরিবর্তন
কারণ ইথেনের দহন বিক্রিয়াটি শক্তি
তাপ প্রয়োগে কোনো পদার্থের কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে গলন বলে। গলন হলো কোনো কঠিন পদার্থের তরলে পরিণত হওয়ার প্রক্রিয়া। এই প্রক্রিয়ায় কঠিন পদার্থের অণুগুলোর মধ্যকার আন্তঃআণবিক বল কমে যায় এবং অণুগুলো একে অপর থেকে দূরে সরে যেতে শুরু করে। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনো পদার্থ গলতে শুরু করে।
বায়ুমন্ডলীয় চাপে তাপ প্রদানের ফলে যে তাপমাত্রায় কোনো। কঠিন পদার্থ তরলে পরিণত হয় সে তাপমাত্রাকে বলে গলনাঙ্ক। অর্থাৎ, গলনাঙ্ক হলো সেই নির্দিস্ট তাপমাত্রা, যেখানে কোনো কঠিন পদার্থ গলে তরলে পরিণত হয়। বিভিন্ন পদার্থের গলনাঙ্ক ভিন্ন ভিন্ন হয়। উদাহরণস্বরূপ, বরফের গলনাঙ্ক 0 ডিগ্রি সেল.।
তাপ প্রয়োগ করে তরলকে গ্যাসে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে বলে স্ফুটন। স্ফুটন হলো কোনো তরল পদার্থের বাষ্পে পরিণত হওয়ার প্রক্রিয়া। এই প্রক্রিয়ায় তরল পদার্থের অণুগুলোর গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় এবং তারা তরলের পৃষ্ঠতল থেকে বের হয়ে বাষ্পে পরিণত হয়।
বায়ুমন্ডলীয় চাপে তাপ প্রদানের ফলে যে তাপমাত্রায় কোনো তরল পদার্থ গ্যাসে পরিণত হয় সে তাপমাত্রাকে বলে স্ফুটনাঙ্ক। স্ফুটনাঙ্ক হলো সেই নির্দিষ্ট তাপমাত্রা, যেখানে কোনো তরল পদার্থের বাষ্পচাপ পরিবেশের চাপের সমান হয়ে যায় এবং তরল পদার্থ সর্বত্র ফুটতে শুরু করে। বিভিন্ন পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক ভিন্ন ভিন্ন হয়। উদাহরণস্বরূপ, পানির স্ফুটনাঙ্ক সাধারণত 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস।
কোনো তরলকে তাপ প্রদান করে বাষ্পে পরিণত করার প্রক্রিয়াকে বলে বাস্পীভবন। এই প্রক্রিয়াটি তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং তরলের পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি পাত্রে খোলা রাখা পানি ধীরে ধীরে বাষ্পীভূত হয়ে যায়।
স্ফুটন এবং বাষ্পীভবন এর মধ্যে ২টি পার্থক্য নিম্নরূপ
| স্ফুটন | বাষ্পীভবন |
| ১. স্ফুটন তরলের সমগ্র ভর জুড়ে ঘটে। | ১. বাষ্পীভবন সাধারণত তরলের পৃষ্ঠতল থেকে ঘটে। |
| ২.স্ফুটন একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ঘটে যাকে স্ফুটনাঙ্ক বলে। | ২. বাষ্পীভবন যেকোনো তাপমাত্রায় ঘটতে পারে। |
তাপমাত্রা বৃদ্ধি করতে করতে বস্তুর গলনাঙ্কে পৌঁছালে তা তরল হয়, অতঃপর আরও বৃদ্ধি করতে করতে তরলের স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছলে তা বাষ্পে পরিণত হয়। আবার, বাষ্পকে শীতল করলে ঘনীভবন তাপমাত্রায় (স্ফুটনাঙ্ককের সমান) পৌঁছলে তা আবার তরলে পরিণত হয় এবং অধিকতর শীতল করে হিমাঙ্কে পৌঁছলে (গলনাঙ্কের সমান) তা আবার কঠিনে পরিণত হয়।
স্ফুটনাঙ্ক চাপের উপর নির্ভর করে। চাপ বাড়লে স্ফুটনাঙ্কও বাড়ে এবং চাপ কমলে স্ফুটনাঙ্ক কমে। অর্থাৎ, উচ্চ চাপে কোনো তরলকে ফুটাতে বেশি তাপের প্রয়োজন হয় এবং নিম্ন চাপে কম তাপে তরল ফুটতে পারে।
প্রেসার কুকারে পানির স্ফুটনাঙ্ক 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের চেয়ে বেশি হয়, সাধারণত 121 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছাকাছি। এর কারণ প্রেসার কুকারের ভেতরে চাপ বাড়িয়ে দেওয়া হয়। উচ্চ চাপের কারণে পানির অণুগুলোকে বাষ্পে পরিণত হতে বেশি শক্তি খরচ করতে হয়, ফলে পানি উচ্চ তাপমাত্রায় ফুটে। এই উচ্চ তাপমাত্রায় খাবার দ্রুত রান্না হয়ে যায়।
তরলের স্ফুটনাঙ্ক তরলের উপস্থিত বায়ুচাপের উপর নির্ভরশীল। বায়ুচাপ শূন্য হলে তরল যেকোনো তাপমাত্রাতেই ফুটতে থাকে। যেহেতু চাঁদে কোনো বায়ুমণ্ডল নেই, তাই সেখানে কোনো বায়ুচাপ নেই। সুতরাং, ঠান্ডা পানি ফ্লাক্স থেকে বের করা মাত্রই ফুটতে আরম্ভ করবে।
যে তাপমাত্রায় বস্তুর অণুসমূহের আন্তঃ-আণবিক বল ও গতিশক্তি সমান হয় তা হচ্ছে গলনাঙ্ক। আবার যে তাপমাত্রায় বস্তুর অণুসমূহের আন্তঃআণবিক বল অপেক্ষা অণুসমূহের গতিশক্তি বেশি হয় স্ফুটনাঙ্ক। অর্থাৎ বাষ্পীভূত হওয়ার জন্য বস্তুর অণুসমূহের গতিশক্তি' বেশি (তরল অবস্থা অপেক্ষা) হওয়া দরকার পড়ে। আর বেশি গতিশক্তি লাভের জন্য বস্তুর অধিক তাপশক্তির প্রয়োজন; তাই স্ফুটনাঙ্ক গলনাঙ্ক অপেক্ষা বেশি হয়।
কঠিন পদার্থের অণুগুলোর মধ্যকার আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল অত্যন্ত বেশি হয়। এজন্য যথেস্ট তাপশক্তি প্রয়োগ করে এই বলকে অতিক্রম করতে হয়। তাই কঠিন পদার্থের গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক বেশি হয়।
কঠিন আয়নিক যৌগে তথা KCI এর সংশ্লিষ্ট আয়নসমূহ নির্দিষ্ট অনুপাতে স্থির বৈদ্যুতিক আকর্ষণ শক্তি দ্বারা কেলাসজালিতে নির্দিষ্ট স্থানে অবস্থান করে। এজন্য KCI যৌগের কেলাস থেকে K ও CI আয়নগুলোকে পৃথক করে বিগলিত করতে প্রচুর শক্তির প্রয়োজন হয়। এ কারণেই KCI যৌগের গলনাঙ্ক বেশি হয়।
কঠিন পদার্থের এক একক ভরকে তার গলনাঙ্কে তরলে পরিণত করতে যে পরিমাণ তাপশক্তি প্রয়োজন, তাকেই বলে গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ। এই তাপশক্তি শুধুমাত্র পদার্থের অবস্থা পরিবর্তন করে, তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে না। উদাহরণস্বরূপ, পানির গলনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপের মান প্রায় 334 জুল/গ্রাম।
যে তাপমাত্রায় পানি (বরফ) এর আন্তঃআণবিক বল ও গতিশক্তি সমান হয়ে যায় তাকে বলে পানির গলনাঙ্ক (0°).। আবার যে. তাপমাত্রায় পানির অণুসমূহের আন্তঃআণবিক বল অপেক্ষা অণুসমূহের গতিশক্তি বেশি হয়, সে অবস্থাকে বলে পানির স্ফুটনাঙ্ক (100°C)। অর্থাৎ পানির অণুসমূহ বাষ্পীভূত হওয়ার জন্য গতিশক্তি বেশি হওয়া দরকার। এজন্য অধিক তাপশক্তির প্রয়োজন হয়। তাই পানির স্ফুটনাঙ্ক গলনাঙ্ক অপেক্ষা বেশি, অর্থাৎ ভিন্ন হয়।
কোনো তরল পদার্থের এক একক ভরকে তার স্ফুটনাঙ্কে বাষ্পে পরিণত করতে যে পরিমাণ তাপশক্তি প্রয়োজন, তাকেই বলে বাষ্পীভবনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ। এই তাপশক্তি শুধুমাত্র পদার্থের অবস্থা পরিবর্তন করে, তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে না। উদাহরণস্বরূপ, পানির স্ফুটনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপের মান প্রায় 2260 জুল/গ্রাম।
তরলের স্ফুটনাঙ্ক তরলের উপরস্থিত বায়ুচাপের উপর নির্ভরশীল। চাপ কমালে তরলের স্ফুটনাঙ্ক কমে যায়, অথবা তরল কম তাপমাত্রায় ফুটে। চাপ বাড়ালে স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পায়, অর্থাৎ বেশি তাপমাত্রায় ফুটে। যদি বায়ুচাপ শূন্য হয়, তবে তরল যে কোনো তাপমাত্রাতেই ফুটতে শুরু করবে।
বরফ গলনের মুহূর্তে প্রযুক্ত তাপ বরফের অবস্থা (কঠিন হতে তরল) পরিবর্তনে ব্যবহৃত হয়। একে সুপ্ততাপ বলে। প্রযুক্ত তাপ বরফের 'অবস্থার পরিবর্তন করতে ব্যবহৃত হয় বলে এ সময় তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় না।
বরফের গলনাঙ্ক হলো 0°C অর্থাৎ ০ °C তাপমাত্রায় বা এর উপরের তাপমাত্রায় বরফ গলে পানিতে পরিণত হয়। কিন্তু পরিবেশের তাপমাত্রা ০°C অপেক্ষা বেশি। তাই তাপ প্রদান না করলেও বরফ পরিবেশ হতে তাপ শোষণ করে। এ কারণে তাপ প্রদান না করলেও বরফ গলে পানি হয়।
পাতন একটি বিশেষ ধরনের শোধন প্রক্রিয়া, যেখানে একটি তরল মিশ্রণকে তার উপাদান তরলগুলোতে বিভক্ত করা হয়। এই প্রক্রিয়ায় মিশ্রণকে উত্তপ্ত করে বাষ্পে পরিণত করা হয়, তারপর এই বাষ্পকে ঠান্ডা করে আবার তরলে পরিণত করা হয়। যেহেতু বিভিন্ন তরলের স্ফুটনাঙ্ক ভিন্ন হয়, তাই এই প্রক্রিয়ায় বিভিন্ন তরলকে আলাদা করা যায়।
যে প্রক্রিয়ায় কোনো কঠিন পদার্থকে তাপ প্রদান করা হলে সেগুলো তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় সেই প্রক্রিয়াকে বলে উর্ধ্বপাতন। এই প্রক্রিয়ায় পদার্থটি তরল অবস্থায় যায় না। ঊর্ধ্বপাতন সাধারণত নির্দিষ্ট কিছু পদার্থের ক্ষেত্রে ঘটে, যেমন আয়োডিন, কার্বন ডাই অক্সাইড ইত্যাদি।
যেসব কঠিন পদার্থকে তাপ প্রদান করা হলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় সেসব কঠিন পদার্থকে বলা হয় উর্ধ্বপাতিত পদার্থ। উদাহরণস্বরূপ, আয়োডিন, কার্বন ডাই অক্সাইড, ক্যামফর, ন্যাপথালিন ইত্যাদি পদার্থ ঊর্ধপাতিত। এই পদার্থগুলোকে গরম করলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়।
পাতন এবং উর্ধ্বপাতনের মধ্যে দুটি পার্থক্য হলো:
| পাতন | ঊর্ধ্বপাতন |
| ১.পাতনে একটি তরল মিশ্রণকে বাষ্পে পরিণত করে আবার তরলে পরিণত করা হয়। | ১. ঊর্ধ্বপাতনে একটি কঠিন পদার্থ সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয়। |
| ২. পাতনের মূল উদ্দেশ্য হলো একটি মিশ্রণ থেকে বিভিন্ন উপাদানকে আলাদা করা। | ২. ঊর্ধ্বপাতনের উদ্দেশ্য হলো কোনো পদার্থ এর ভৌত অবস্থাকে পরিবর্তন করা। |
যেসব কঠিন পদার্থকে উত্তপ্ত করলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয়, তাদেরকে উর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে। নিশাদল (NH4CI) কে তাপ দিলে এটি কঠিন অবস্থা থেকে সরাসরি বাষ্পীয় অবস্থায় পরিণত হয়। এজন্য NH4CI তথা নিশাদলকে বলা হয় ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ।
জানা আছে, ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থগুলোকে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়। যেহেতু 12 একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ, সেহেতু কঠিন I2কে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি I2এর বাষ্পে পরিণত হয়। অর্থাৎ, কে তরল অবস্থায় পাওয়া সম্ভব নয়। অর্থাৎ, কঠিন 12, একটি উর্ধ্বপাতিত পদার্থ।
জানা আছে, যেসব কঠিন পদার্থকে তাপ দিলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয় তাদেরকে বলে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ। C1oHg(ন্যাপথলিন) উর্ধ্বপাতিত পদার্থ। কারণ কঠিন ন্যাপথলিনকে তাপ দিলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয়।
যেসব কঠিন পদার্থকে উত্তপ্ত করলে তরলে রূপান্তরিত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয় তাদেরকে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে। আয়োডিন একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ; কারণ কঠিন আয়োডিনকে তাপ দিলে তা সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়।
I2 কে তরল অবস্থায় পাওয়া সম্ভব না। জানা আছে, ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থগুলোকে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়। যেহেতু 12একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ, সেহেতু কঠিন 12 কে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি 12 'এর বাষ্পে পরিণত হয়। অর্থাৎ 12 কে তরল অবস্থায় পাওয়া সম্ভব নয়।
ন্যাপথালিন একটি ঊর্ধ্বপাতনযোগ্য পদার্থ। একে তাপ দিলে এটি কঠিন অবস্থা থেকে সরাসরি গ্যাসীয় পদার্থে পরিণত হয়। এটি তরলে পরিণত হয় না। তাই. ন্যাপথালিনের শীতলীকরণের সময় গ্যাসীয় পদার্থ সরাসরি কঠিন পদার্থে পরিণত হয়।
উর্ধ্বপাতিত যৌগ CO2 কে ডাইঅক্সাইডকে উচ্চচাপে রেখে সরুপথে হঠাৎ বের হতে দিলে তা সরাসরি কঠিন পদার্থে পরিণত হয়। এ ধরনের কঠিন CO2কে শুষ্ক বরফ বা dry ice বলে। এর কোনো তরল ভৌত অবস্থা থাকে না। এজন্য CO2-কে উত্তপ্ত করলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বায়বীয় অবস্থায় পরিণত হয়।
কিছু পদার্থ আছে যেগুলোকে গ্যাসীয় অবস্থা থেকে তাপ হ্রাস করলে সরাসরি কঠিনে রূপান্তরিত হয়। আবার কঠিন অবস্থায় তাপ প্রয়োগ করে সরাসরি গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তর করা হয়। এ ধরনের পদার্থকে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে। কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO₂) একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ। এজন্য CO₂ গ্যাসকে শীতল করলে 'তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি কঠিনে পরিণত হয়।
কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট আকার ও আয়তন আছে।
পদার্থের অণুসমূহের মধ্যকার আকর্ষণ শক্তিকে আন্তঃআণবিক শক্তি বলে।
আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি এবং কণাগুলোর গতিশক্তি দিয়ে পদার্থের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থা ব্যাখ্যা করার তত্ত্বকে কণার গতিতত্ত্ব বলে।
পদার্থের ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণাগুলো একে অপরকে যে বলে আকর্ষণ করে তাকে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি বলা হয়।
কঠিন পদার্থের আন্তঃআণবিক দূরত্ব সবচেয়ে কম থাকে।
ব্যাপন হলো কোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়া।
পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেটপটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট হালকা গোলাপি।
ব্যাপন প্রক্রিয়ায় পাকা কাঁঠালের গন্ধ ঘরের সর্বত্র ছড়িয়ে পড়ে।
ব্যাপন প্রক্রিয়াটির উপর চাপের প্রভাব নেই।
তাপমাত্রা বাড়ালে ব্যাপন হার দ্রুত হয়।
সরু ছিদ্রপথে কোনো গ্যাসের অণুসমূহের উচ্চচাপ থেকে নিম্নচাপ অঞ্চলে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে নিঃসরণ বলে।
মোম হচ্ছে উচ্চতর অ্যালকেন যা স্বাভাবিক তাপমাত্রা ও চাপে কঠিন।
। বায়ুমণ্ডলীয় চাপে তাপ প্রদানের ফলে যে তাপমাত্রায় কোনো তরল পদার্থ গ্যাসীয় অবস্থা প্রাপ্ত হয় সে তাপমাত্রাকে উক্ত তরল পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক বলা হয়।
তাপ প্রয়োগে কোনো পদার্থের কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে গলন বলে।
। বায়ুমণ্ডলীয় চাপে তাপ প্রদানের ফলে যে তাপমাত্রায় কোনো কঠিন পদার্থ তরলে পরিণত হয় সেই তাপমাত্রাকে উক্ত কঠিন পদার্থের গলনাঙ্ক বলে।
কোনো পদার্থ তরল অবস্থা থেকে গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তরিত হতে যে পরিমাণ তাপ গ্রহণ করে তাকে পদার্থের স্ফুটনের আপেক্ষিক সুপ্ততাপ বলে।
তাপ প্রয়োগ করে তরলকে গ্যাসে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে স্ফুটন বলে।
তরলকে তাপ দিলে তা স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছে এবং গ্যাসীয় অবস্থায় পরিণত হয়।
কঠিন পদার্থে তাপ দিলে তা গলনাঙ্কে পৌছালে তরলে পরিণত হয়।
অতিরিক্ত চাপে 100°℃ থেকে 374°C তাপমাত্রার মধ্যবর্তী যেকোনো তাপমাত্রার পানিকে সুপার হিটেড ওয়াটার বলে।
NaCl এর গলনাঙ্ক 801 °C
কঠিন CO₂ কে শুদ্ধ বরফ বলে।
কঠিন CO₂ কে শুদ্ধ বরফ বলে।
যে প্রক্রিয়ায় কোনো কঠিন পদার্থকে তাপ প্রদান করা হলে সেগুলো তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় সেই প্রক্রিয়াকে উর্ধ্বপাতন বলে।
কোনো তরলকে তাপ প্রদানে বাষ্পে পরিণত করে তাকে পুনরায় শীতলীকরণের মাধ্যমে তরলে পরিণত করার পদ্ধতিকে পাতন বলে।
যেসব কঠিন পদার্থকে তাপ প্রদান করা হলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় সেসব কঠিন পদার্থকে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে।
কোনো তরলকে তাপ প্রদান করে বাষ্পে পরিণত করার প্রক্রিয়াকে বাষ্পীভবন বলে।
তাপ প্রয়োগে কঠিন থেকে গ্যাসে পরিণত হয় এমন দুটি পদার্থ হলো- আয়োডিন ও কপূর।
কপূরের সংকেত হচ্ছে- C10H16O।
ফিটকিরির সংকেত K2SO4Al2(SO4)3.24H2O ।
প্রতিটি পদার্থ আন্তঃআণবিক শক্তির কারণে অণুসমূহ পরস্পরের সন্নিকটে অবস্থান করে। অন্যদিকে অণুসমূহ 'সর্বদা কম্পমান থাকে। তাপমাত্রা যত বাড়ে কম্পনও তত বাড়ে। তাপ শক্তির প্রভাবে তাদের মধ্যে গতিশক্তির সঞ্চার হয়। ফলে অণুসমূহ পরস্পর হতে বিচ্ছিন্ন হতে চায় এবং এক পর্যায়ে অণুসমূহ বন্ধন ছিন্ন করে দূরে সরে যায়। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে অণুসমূহ পরস্পরের কাছাকাছি চলে আসে। এভাবে তাপের প্রভাবে একই পদার্থ কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় অবস্থা প্রদর্শন করে।
CO2, NH3, N₂ পদার্থগুলো গ্যাসীয় পদার্থ। জানা আছে, গ্যাসীয় পদার্থের অণুগুলোর মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ শক্তি অত্যন্ত কম এবং গতিশক্তি অত্যধিক থাকে। এজন্য অণুগুলো ইতস্তত বিক্ষিপ্তরূপে স্বাধীনভাবে বিভিন্ন দিকে চলাচল করতে পারে। অণুগুলোর মধ্যকার ফাঁকা স্থান বা দূরত্ব খুবই বেশি থাকায় গ্যাসীয় পদার্থের কোনো নির্দিষ্ট আকার ও আয়তন থাকে না।
তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পায়। কারণ এ সময় গ্যাসের অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক শক্তি খুবই কমে যায়। আবার তাপমাত্রা হ্রাস করলে আন্তঃআণবিক শক্তি বৃদ্ধি পাওয়ায় গ্যাসের আয়তন হ্রাস পায়। অর্থাৎ তাপমাত্রা ও আয়তন পরস্পরের সমানুপাতিক। আবার, চাপ বৃদ্ধি করলে গ্যাসের অণুগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব কমে যায় তথা আন্তঃআণবিক শক্তি বৃদ্ধি পায়। ফলে আয়তন সংকোচন হয়। অর্থাৎ চাপ ও আয়তন পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক।
সকল পদার্থই ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত। এই কণাগুলো একে অপরকে আকর্ষণ করে থাকে, যাকে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি বলা হয়। আবার কণাগুলোর গতিশক্তিও রয়েছে। আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি এবং কণাগুলোর গতিশক্তি দিয়ে পদার্থের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থা ব্যাখ্যা করার তত্ত্বকেই কণার গতিতত্ত্ব বলা হয়।
প্রত্যেক পদার্থই অণুর সমন্বয়ে গঠিত। এ অণুসমূহ পরস্পরকে আকর্ষণ করে। যে শক্তি বলে অণুসমূহের মধ্যে আকর্ষণ বিদ্যমান তাকে আন্তঃআণবিক শক্তি বলে। পদার্থের অবস্থাভেদে আন্তঃআণবিক শক্তির তারতম্য ঘটে। যেমন- কঠিন পদার্থের সবচেয়ে বেশি, তরলের আন্তঃআণবিক শক্তি কঠিন পদার্থের চেয়ে কম এবং গ্যাসীয় পদার্থের সবচেয়ে কম।
কোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে। যেমন, পরীক্ষাগারে NH3-র বোতল খোলা রাখলে কিছুক্ষণের মধ্যেই সেখানে NH, গ্যাসের গন্ধ অনুভূত হয়। এভাবে NH3 গ্যাসটির ছড়িয়ে পড়া হলো ব্যাপন। ব্যাপন হার বস্তুর ভর ও ঘনত্বের উপর নির্ভরশীল। বস্তুর ভর ও ঘনত্ব যত কম হবে তার ব্যাপন হার তত বেশি হবে।
ব্যাপন একটি স্বতস্ফূর্ত প্রক্রিয়া। কারণ ব্যাপন প্রকিয়া চাপের উপর নির্ভরশীল নয়। তাই আপনা আপতি উচ্চ ঘনত্বের এলাকা থেকে নিম্ন ঘনত্বের এলাকায় পদার্থগুলো (কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) ছড়িয়ে পড়ে। এজন্য এটি স্বতঃস্ফূর্ত ঘটে।
ব্যাপন ও নিঃসরণ দুটি ভিন্ন প্রক্রিয়া। কারণ- ব্যাপন হলো সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে অণুসমূহের স্বতঃস্ফূর্ত মন্থর প্রক্রিয়া। অন্যদিকে, নিঃসরণ হলো অধিক চাপের প্রভাবে গ্যাসীয় দ্রুত প্রক্রিয়া। আবার ব্যাপনের বেলায় আধারের ভিতরে ও বাইরে একই বায়ুচাপ থাকে। অন্যদিকে নিঃসরণের বেলায় আধারের ভিতরে অধিক চাপ এবং বাইরে কম চাপ বা ভ্যাকুয়াম অবস্থা থাকে। এ কারণেই বলা যায়, নিঃসরণ ও ব্যাপন দুটি ভিন্ন. প্রক্রিয়া।
CO2(g) এবং CH4(g) এর মধ্যে CH4(g) এর ব্যাপন হার বেশি। কারণ গ্রাহামের ব্যাপন সূত্রানুসারে ব্যাপন হলো আণবিক ভরের বর্গমূলের ব্যস্তানুপাতিক'। অর্থাৎ যার আণবিক ভর যত কম্ হবে তার ব্যাপন হার তত বেশি হবে। CO2 এর আণবিক ভর (12+ 16 2) বা, 44 এবং CH4 এর আণবিক ভর (12+1 4) বা, 16 CH4এর আণবিক ভর কম হওয়ায় এর ব্যাপন হার বেশি হয়।
H2S এবং CO এর মধ্যে H2S এর ব্যাপনের হার কম। কারণ আমরা জানি, যে গ্যাসের আণবিক ভর যত বেশি সে গ্যাসের ব্যাপন হার তত কম। H2S এবং CO এর মধ্যে H2S এর আণবিক ভর = (1 2 + 32) = 34 যা CO এর আণবিক ভর (12+ 16) = 28 হতে বেশি। তাই H2S এর ব্যাপনের হার কম।
জানা আছে, কোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা গ্যাসের কোনো জায়গা জুড়ে ছড়িয়ে পড়াকে বলে ব্যাপন। কোনো পদার্থের ব্যাপনের হার তার ভর ও আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের উপর নির্ভরশীল। আন্তঃআণবিক আকর্ষণ কম হলে ব্যাপন দ্রুত হয় অর্থাৎ ব্যাপন হার বেশি হয়। তাপমাত্রা বাড়ালে বস্তুর আন্তঃকণা আকর্ষণ কমে যায় এবং ফলস্বরূপ ব্যাপন হার বেড়ে যায়।
পাকা কাঁঠাল থেকে গন্ধ কাঁঠালের ত্বকের ছিদ্রপথে বেরিয়ে এসে বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়ে। এভাবে ত্বকের ছিদ্রপথে গন্ধ বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়া হলো নিঃসরণ, আবার এই গন্ধ বের হওয়ার পর বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়া হলো ব্যাপন। কাঁঠালের ভিতর কাঁঠাল পাকার জন্য দায়ী উপাদানের চাপ বেশি হওয়ায় নিম্নচাপ অঞ্চলে অর্থাৎ বাইরে বেরিয়ে আসে নিঃসরণ প্রক্রিয়ায় আবার বের হওয়ার পর উপাদানটির স্বতঃস্ফূর্তভাবে ছড়িয়ে পড়ে ব্যাপন প্রক্রিয়ায়। এভাবেই পাকা কাঁঠালের গন্ধ নিঃসরণ আর ব্যাপন দুই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পেয়ে থাকি।
বডি স্প্রেতে আগে নিঃসরণ ঘটে। বডি স্প্রেতে সুগন্ধি দ্রব্যসমূহ (দ্রাবকসহ) উচ্চচাপে তরলীকৃত অবস্থায় থাকে। অর্থাৎ বডি স্প্রের ভিতরে চাপ বাইরের চাপের তুলনায় অনেক বেশি হয়। বডি স্প্রে এর স্প্রে বাটনে চাপ দিলে সূক্ষ্ম ছিদ্রপথে সুগন্ধি দ্রব্য উচ্চচাপ অঞ্চল (বডি স্প্রে বোতল) থেকে নিম্নচাপ অঞ্চলে (বাইরে) বেরিয়ে আসে। তারপর ছড়িয়ে পড়ে। - অর্থাৎ সম্পূর্ণ চাপমুক্ত হলে তখন ব্যাপনে রূপান্তরিত হয়।
অতএব, বডি স্প্রেতে আগে নিঃসরণ ও পরে ব্যাপন ঘটে।
সরু ছিদ্রপথে কোনো গ্যাসের অণুসমূহের উচ্চচাপ থেকে নিম্নচাপ অঞ্চলে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে নিঃসরণ বলে। যেমন H2, N2 ও CH4 ভর্তি তিনটি বেলুনে সম আয়তনের ছিদ্র করলে H2 গ্যাসটি সবচেয়ে দ্রুত বেরিয়ে যাবে। কারণ H2 গ্যাসের আণবিক ভর সবচেয়ে কম। তাই এর নিঃসরণ হাব সবচেয়ে বেশি।
| ব্যাপন | নিঃসরণ |
| ১. ব্যাপন হলো সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপে অণুসমূহের স্বতঃস্ফূর্ত মন্থর প্রক্রিয়া। | ১. নিঃসরণ হলো অধিক চাপের প্রভাবে গ্যাসীয় দ্রুত প্রক্রিয়া। |
| ২. ব্যাপনের বেলায় আধারের ভিতরে ও বাইরে একই বায়ুচাপ থাকে। | ২. নিঃসরণের বেলায় আধারের ভিতরে অধিক চাপ এবং বাইরে কম চাপ বা ভ্যাকুয়াম অবস্থা থাকে। |
| ৩. এটি দীর্ঘ সময় স্থায়ী হয়। | ৩. এটি স্বল্প সময় স্থায়ী হয়। |
মোমের প্রধান উপাদান বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনের মিশ্রণ। মোমের দহন করলে তার কিছু অংশ ভৌত পরিবর্তনের মাধ্যমে গলে কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তরিত হয় এবং ঠান্ডা হয়ে পুনরায় কঠিন অবস্থা প্রাপ্ত হয়। একই সাথে মোমের কিছু অংশ বায়ুর অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন ডাইঅক্সাইড ও জলীয় বাষ্প উৎপন্ন করে। এক্ষেত্রে নতুন 'পদার্থ সৃষ্টি হওয়ায় এটি একটি রাসায়নিক পরিবর্তন। কাজেই মোম দহনের সময় ভৌত ও রাসায়নিক উভয় পরিবর্তন সংঘটিত হয়।
যে পরিবর্তনের ফলে সম্পূর্ণ ভিন্নধর্মী নতুন পদার্থে পরিণত হয় তাকে রাসায়নিক পরিবর্তন বলে। ইথেন (C₂H₂) এর দহন একটি রাসায়নিক পরিবর্তন। কারণ ইথেনের দহন
বিক্রিয়াটি- শক্তি।
মোমবাতি প্রজ্জ্বলনকালে পদার্থের দুই ধরনের পরিবর্তন হয়। ভৌত পরিবর্তন ও রাসায়নিক পরিবর্তন। মোম জ্বালালে তার কিছু অংশ শুধু ভৌত পরিবর্তনের মাধ্যমে গলে কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তরিত হয় এবং ঠান্ডা হয়ে পুনরায় কঠিন অবস্থায় পরিণত হয়। একই সাথে মোমের কিছু অংশ অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন ডাইঅক্সাইড ও জলীয় বাষ্প উৎপন্ন করে। এটি একটি রাসায়নিক পরিবর্তন। সুতরাং দেখা গেল, মোম জ্বালালে ভৌত ও রাসায়নিক দুই ধরনের পরিবর্তন সংঘটিত হয়।
যে তাপমাত্রায় পানি (বরফ) এর আন্তঃআণবিক বল ও গতিশক্তি সমান হয়ে যায় বা তরলে পরিণত হয় তাকে পানির গলনাঙ্ক বলে। পানির গলনাঙ্ক 0°C। আবার যে তাপমাত্রায় পানির অণুসমূহের আন্তঃআণবিক বল অপেক্ষা অণুসমূহের গতিশক্তি বেশি হয় বা পানি বাষ্পে পরিণত হয় সে অবস্থাকে স্ফুটনাঙ্ক বলে। পানির স্ফুটনাঙ্ক 100°C। অর্থাৎ পানির অণুসমূহ বাষ্পীভূত হওয়ার জন্য গতিশক্তি বেশি হওয়া দরকার। এজন্য অধিক তাপশক্তির প্রয়োজন হয়। তাই পানির স্ফুটনাঙ্ক গলনাঙ্ক অপেক্ষা বেশি হয়। অর্থাৎ পানির গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক ভিন্ন হয়।
সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) একটি কঠিন আয়নিক পদার্থ। NaCl যৌগে সংশ্লিষ্ট আয়নসমূহ নির্দিষ্ট অনুপাতে স্থির বৈদ্যুতিক আকর্ষণ শক্তি দ্বারা কেলাস জালিতে নির্দিষ্ট স্থানে অবস্থান করে। এজন্য NaCl যৌগের কেলাস থেকে Na* ও CI আয়নগুলোকে পৃথক করে বিগলিত করতে প্রচুর শক্তির প্রয়োজন হয়। এ কারণেই NaCl যৌগের গলনাঙ্ক বেশি হয়।
CO2কে শীতল করলে পরিণত সরাসরি কঠিন CO₂ এ হয়। সুতরাং CO₂ এর তাপীয় বক্ররেখাটি হবে উদ্বায়ী পদার্থের মতো।
যেসব কঠিন পদার্থকে উত্তপ্ত করলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয় তাদেরকে উর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে। নিশাদল (NH4CI) কে তাপ দিলে এটি কঠিন অবস্থা থেকে সরাসরি বাষ্পীয় অবস্থায় পরিণত হয়। এজন্য নিশাদলকে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলা হয়।
যে প্রক্রিয়ায় কোনো কঠিন পদার্থকে তাপ প্রদান করা হলে সেগুলো তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় সেই প্রক্রিয়াকে উর্ধ্বপাতন বলে। AICI, কঠিন যৌগটিতে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি গ্যাসীয় পদার্থে পরিণত হয়। এজন্য AICI, ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ।
12 কে তরল অবস্থায় পাওয়া সম্ভব না। কারণ এটি একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ। ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থগুলোকে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়। যেহেতু I₂ একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ, সেহেতু কঠিন I কে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি 12 এর বাষ্পে পরিণত হয়। অর্থাৎ I₂ কে তরল অবস্থায় পাওয়া সম্ভব নয়।
কঠিন আয়োডিন (12) একটি উর্ধ্বপাতিত পদার্থ। উর্ধ্বপাতিত পদার্থগুলোকে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়। যেহেতু I₂ একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ, সেহেতু কঠিন 12 কে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি 12 এর বাষ্পে পরিণত হয়। অর্থাৎ 12 কে তরল অবস্থায় পাওয়া সম্ভব নয়। তাই, কঠিন 12 একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ।
যেসব কঠিন পদার্থকে উত্তপ্ত করলে তরলে রূপান্তরিত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয় তাদেরকে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে। আয়োডিন একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ; কারণ কঠিন আয়োডিনকে তাপ দিলে তা সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়।
C10Hs হলো ন্যাপথলিন। যেসব কঠিন পদার্থকে তাপ দিলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয় তাদেরকে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে। C10Hg (ন্যাপথলিন) উর্ধ্বপাতিত পদার্থ। কারণ কঠিন ন্যাপথলিনকে তাপ দিলে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি গ্যাসে পরিণত হয়।
Related Question
View Allকোনো মাধ্যমে কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় বস্তুর স্বতঃস্ফূর্ত ও সমভাবে পরিব্যাপ্ত হওয়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।
ব্যাপনের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব নেই কিন্তু নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব আছে। আমরা যদি রান্নার কাজে জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত সিলিন্ডারের মুখ খুলে দিই তাহলে চাপের কারণে প্রথমে সরু ছিদ্রপথ দিয়ে গ্যাস বের হয়ে আসবে অর্থাৎ এক্ষেত্রে নিঃসরণের ঘটনা ঘটে। এরপর সিলিন্ডার থেকে বেরিয়ে আসা ঐ গ্যাস ঘরের চারদিকে ধীরে ধীরে ছড়িয়ে পড়বে। এক্ষেত্রে ব্যাপনের ঘটনা ঘটবে। অর্থাৎ এক্ষেত্রে প্রথমে নিঃসরণ এবং পরে ব্যাপন ঘটবে।
যদি কোনো কঠিন পদার্থকে তাপ দিলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে এবং ঠাণ্ডা করলে তরলে রূপান্তরিত না হয়ে সরাসরি কঠিন পদার্থে পরিণত হয়, তবে এ ঘটনাকে ঊর্ধ্বপাতন বলে। উদ্দীপকে যে সমস্ত উপাদানসমূহ রয়েছে তা হচ্ছে আয়োডিন (I2) খাদ্য লবণ (NaCl), বালি (SiO2) ও গ্লুকোজ (C6H12O6) । উক্ত উপাদানগুলোর মধ্যে NaCl, SiO2 ও C2H2O% এর কোনো ঊর্ধ্বপাতন ঘটে না।
তাপমাত্রা বাড়তে থাকলে উদ্দীপকে বিদ্যমান উপাদানগুলোর মধ্যে আয়োডিন (l2) সবার আগে বাষ্পীভূত হবে, কারণ আয়োডিনের ঊর্ধ্বপাতন । I2 অণুতে সমযোজী বন্ধন থাকলেও আয়োডিন অণুসমূহের মধ্যে অত্যন্ত দুর্বল ভ্যানডার ওয়ালস শক্তি বিরাজ করে। আয়োডিনের নিম্নবাষ্প চাপ রয়েছে, যা ঊর্ধ্বপাতনের সহায়ক, তাপ দিলে আয়োডিন (I2) তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়। এ কারণে তাপমাত্রা বাড়াতে থাকলে আয়োডিন (I2) সবার আগে বাষ্পীভূত হবে।
উদ্দীপকে বিদ্যমান চিত্র দুইটি পর্যালোচনা করলে দেখা যায়, একই পদ্ধতি ব্যবহারের মাধ্যমে 'ক' পাত্রের উপাদান ও 'খ' পাত্রের উপাদানগুলোকে পৃথকীকরণ সম্ভব নয়।
'ক' পাত্রে আয়োডিন (I2) ও খাদ্য লবণের মিশ্রণকে ঊর্ধ্বপাতন পদ্ধতিতে এবং বালি ও গ্লুকোজের (C6H12O6) মিশ্রণকে পরিস্রাবণ ও বাষ্পীভবন পদ্ধতিতে পৃথক করতে হবে। উদ্দীপকে বিদ্যমান ক-পাত্রে আয়োডিন (I2) ও খাদ্য লবণ (NaCl) এর মিশ্রণ রয়েছে। তাপ দিলে আয়োডিন (I2) ঊর্ধ্বপাতিত হয়। তাই আয়োডিন (I2) ও খাদ্য লবণের মিশ্রণকে ঊর্ধ্বপাতন পদ্ধতিতে পৃথক করা হয়। ঊর্ধ্বপাতন প্রক্রিয়াটি হলো- কঠিন বাম্প
এ প্রক্রিয়ায় খাদ্য লবণ (NaCl) ও আয়োডিনের (I2) মিশ্রণকে ঢালাই লোহার রিটর্টে নেওয়া হয়। রিটর্টের উপরের দিকে একটি নির্গমন নল থাকে, নির্গমন নলের সহিত পরস্পর সজ্জিত মাটির তৈরি কতিপয় শীতল গ্রাহক সংযুক্ত থাকে। রিটর্টে বিদ্যমান খাদ্য লবণ ও আয়োডিনের (I2) মিশ্রণকে যখন তাপ দেওয়া হয়, তখন আয়োডিন (I2) ঊর্ধ্বপাতিত হয় এবং রিটর্টে এর নির্গমন নল দিয়ে শীতল গ্রাহক এ প্রবেশ করে এবং ঠাণ্ডা হয়ে শীতকে কঠিন কেলাসরূপে জনা হয়। রিটর্টে এ খাদ্য লবণ অবশেষরূপে থেকে যায়। এভাবে ঊর্ধ্বপাতন পদ্ধতি ব্যবহার করে খাদ্য লবণ (NaCl) ও আয়োডিনের মিশ্রণকে পৃথক করা হয়।
উদ্দীপকে বিদ্যমান খ-পাত্রে গ্লুকোজ (C6H12O6) ও বালির (SiO2) মিশ্রণ রয়েছে। এই মিশ্রণকে পরিস্রাবণ ও বাষ্পীভবন পদ্ধতিতে পৃথক করা হয়। বালি (SiO2) পানিতে অদ্রবণীয়। এই পদ্ধতিতে গ্লুকোজ (C6H12O6) ও বালির (SiO2) মিশ্রণকে বিকারে নিয়ে পানি মিশ্রিত করে গ্লাস রড দিয়ে নেড়ে বালির সহিত বিদ্যমান গ্লুকোজকে (C6H12O6) সম্পূর্ণরূপে পানিতে দ্রবীভূত করা হয়। অতঃপর অপর একটি বিকারে ফিল্টার পেপার সুসজ্জিত ফানেলে গ্লুকোজ (C6H12O6) ও বালির মিশ্রণকে ফিল্টার করতে হয়। অতঃপর ফিল্টার পেপারে বিদ্যমান বালিকে পানি দিয়ে ধৌত করে দ্রবীভূত গ্লুকোজ (C6H12O6) কে পরিসুত করা হয়। পরিসুত দ্রবণকে বাষ্পীভবন করলে পানি বাষ্পাকারে উড়ে যায় এবং পরিসুতরূপে পাত্রে কঠিন গ্লুকোজের (C6H12O6) কেলাস অবশেষরূপে পাওয়া যায়। এভাবে পরিস্রাবণ ও বাষ্পীভবন পদ্ধতির মাধ্যমে গ্লুকোজ (C6H12O6) ও বালির (SiO2) মিশ্রণকে পৃথক করা হয়।
অতএব উপরিউক্ত আলোচনা থেকে বলতে পারি, ক-পাত্রের উপাদানগুলো ও খ-পাত্রের উপাদানগুলোকে একই পদ্ধতি ব্যবহারের মাধ্যমে পৃথকীকরণ সম্ভব নয়।
সরু ছিদ্রপথে কোনো গ্যাসের অণুসমূহের উচ্চচাপ অঞ্চল থেকে নিম্ন চাপ অঞ্চলে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে নিঃসরণ বলে।
যে তাপমাত্রায় কোনো পদার্থ কঠিন থেকে তরলে পরিণত হয় তাকে ঐ পদার্থের গলনাঙ্ক বলে। আবার যে তাপমাত্রায় কোনো পদার্থ তরল থেকে বাষ্পে পরিণত হয় তাকে ঐ পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক বলে। কঠিন পদার্থের অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক দূরত্ব অনেক কম থাকে। পদার্থটি তরলে পরিণত হলে এ দূরত্ব বাড়ে, আবার বাষ্পে পরিণত হলে দূরত্ব অনেক বেড়ে যায়। তাই কঠিন থেকে তরলে পরিণত করার সময় আন্তঃআণবিক দূরত্ব অল্প বৃদ্ধি করার জন্য যে তাপের প্রয়োজন হয়, গ্যাসে পরিণত করার সময় অনেক বেশি তাপের প্রয়োজন হয়। কারণ এক্ষেত্রে আন্তঃআণবিক দূরত্ব অনেক বেশি বৃদ্ধি করতে হয়। তাই বলা যায়, একই পদার্থের গলনাঙ্ক অপেক্ষা স্ফুটনাঙ্ক বেশি হয়।
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন ও
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!
শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!
Related Question
Complete Exam
Preparation
Learn, practice, analyse and improve
