પાણીની સપાટી જેટલી મોટી હોય છે, તેટલું જ તેનું બાષ્પીભવન થાય છે. પાણીનું બાષ્પીભવન કેમ થાય છે?

દરેક વ્યક્તિ જાણે છે કે જો તમે તમારા ધોયેલા લોન્ડ્રીને હેંગઆઉટ કરો છો, તો તે સુકાઈ જશે. અને એ પણ સ્વાભાવિક છે કે વરસાદ પછી ભીની ફૂટપાથ ચોક્કસપણે સુકાઈ જશે.

બાષ્પીભવન એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા પ્રવાહી ધીમે ધીમે વરાળ અથવા ગેસના સ્વરૂપમાં હવામાં બદલાય છે. બધા પ્રવાહી જુદા જુદા દરે બાષ્પીભવન થાય છે. આલ્કોહોલ, એમોનિયા અને કેરોસીન પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે.

ત્યાં બે દળો છે જે પરમાણુઓ પર કાર્ય કરે છે જે તમામ પદાર્થો બનાવે છે. પ્રથમ એકતા છે જે તેમને એકસાથે રાખે છે. બીજું પરમાણુઓની થર્મલ હિલચાલ છે, જેના કારણે તેઓ જુદી જુદી દિશામાં ઉડી જાય છે. જ્યારે આ બે દળો સંતુલિત હોય છે, ત્યારે આપણી પાસે પ્રવાહી હોય છે.

પ્રવાહીની સપાટી પર, તેના પરમાણુઓ ગતિમાં હોય છે. આ પરમાણુઓ, જે નીચે તેમના પડોશીઓ કરતાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે, સંલગ્નતાના દળોને દૂર કરીને હવામાં ઉડી શકે છે. આ બાષ્પીભવન છે.

જ્યારે પ્રવાહી ગરમ થાય છે, ત્યારે બાષ્પીભવન ઝડપથી થાય છે. આવું થાય છે કારણ કે ગરમ પ્રવાહીમાં પરમાણુઓની હિલચાલની ઝડપ વધુ હોય છે, વધુ અણુઓને પ્રવાહી છોડવાની તક હોય છે. બંધ વાસણમાં બાષ્પીભવન થતું નથી. આવું એટલા માટે થાય છે કારણ કે જોડીમાં પરમાણુઓની સંખ્યા ચોક્કસ સ્તરે પહોંચે છે. પછી પ્રવાહી છોડતા પરમાણુઓની સંખ્યા તેના પર પાછા ફરતા પરમાણુઓની સંખ્યા જેટલી હશે. જ્યારે આવું થાય, ત્યારે આપણે કહી શકીએ કે વરાળ તેના સંતૃપ્તિ બિંદુએ પહોંચી ગઈ છે.

જ્યારે પ્રવાહી ઉપરની હવા ખસે છે, ત્યારે બાષ્પીભવનનો દર વધે છે. બાષ્પીભવન કરતા પ્રવાહીનો સપાટી વિસ્તાર જેટલો મોટો હોય છે, તેટલી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે. ગોળ ફ્રાઈંગ પેનમાં પાણી ઊંચા જગ કરતાં વધુ ઝડપથી બાષ્પીભવન થશે.

જ્યારે પાણી સુકાઈ જાય છે ત્યારે તે ક્યાં જાય છે?

બહાર જોતાં કે રસ્તા તરફ જોતાં ત્યાં પાણી દેખાયું. તેજસ્વી સૂર્યપ્રકાશનો એક કલાક અને પાણી અદૃશ્ય થઈ જાય છે! અથવા, ઉદાહરણ તરીકે, લાઇન પર લટકાવેલી લોન્ડ્રી દિવસના અંત સુધીમાં સુકાઈ જાય છે. પાણી ક્યાં જાય છે?

આપણે કહીએ છીએ કે પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. પરંતુ આનો અર્થ શું છે? બાષ્પીભવન એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા હવામાં પ્રવાહી ઝડપથી ગેસ અથવા વરાળ બની જાય છે. ઘણા પ્રવાહી પાણી કરતાં ખૂબ જ ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે. આ દારૂ, ગેસોલિન અને એમોનિયાને લાગુ પડે છે. કેટલાક પ્રવાહી, જેમ કે પારો, ખૂબ ધીમેથી બાષ્પીભવન થાય છે.

બાષ્પીભવનનું કારણ શું છે? આ સમજવા માટે, તમારે પદાર્થની પ્રકૃતિ વિશે કંઈક સમજવાની જરૂર છે. જ્યાં સુધી આપણે જાણીએ છીએ, દરેક પદાર્થ પરમાણુઓથી બનેલો છે. આ પરમાણુઓ પર બે દળો કાર્ય કરે છે. તેમાંથી એક સુસંગતતા છે, જે તેમને એકબીજા તરફ આકર્ષે છે. અન્ય વ્યક્તિગત પરમાણુઓની થર્મલ ગતિ છે, જે તેમને અલગ થવાનું કારણ બને છે.

જો એડહેસિવ ફોર્સ વધારે હોય, તો પદાર્થ નક્કર સ્થિતિમાં રહે છે. જો થર્મલ ગતિ એટલી મજબૂત હોય કે તે સુસંગતતા કરતાં વધી જાય, તો પદાર્થ બને છે અથવા ગેસ છે. જો બે દળો લગભગ સંતુલિત હોય, તો આપણી પાસે પ્રવાહી છે.

પાણી, અલબત્ત, એક પ્રવાહી છે. પરંતુ પ્રવાહીની સપાટી પર એવા પરમાણુઓ હોય છે જે એટલી ઝડપથી આગળ વધે છે કે તેઓ સંલગ્નતાના બળ પર કાબુ મેળવીને અવકાશમાં ઉડી જાય છે. પરમાણુઓ છોડવાની પ્રક્રિયાને બાષ્પીભવન કહેવામાં આવે છે.

જ્યારે પાણી સૂર્યના સંપર્કમાં આવે છે અથવા ગરમ થાય છે ત્યારે તે શા માટે ઝડપથી બાષ્પીભવન કરે છે? તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, પ્રવાહીમાં થર્મલ ચળવળ વધુ તીવ્ર હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે વધુ અને વધુ અણુઓ દૂર ઉડવા માટે પૂરતી ઝડપ મેળવે છે. જેમ જેમ ઝડપી અણુઓ ઉડી જાય છે તેમ તેમ બાકીના પરમાણુઓની ગતિ સરેરાશ ધીમી પડી જાય છે. શા માટે બાકીનું પ્રવાહી બાષ્પીભવન દ્વારા ઠંડુ થાય છે?

તેથી જ્યારે પાણી સુકાઈ જાય છે, તેનો અર્થ એ છે કે તે વાયુ અથવા વરાળમાં ફેરવાઈ ગયું છે અને હવાનો ભાગ બની ગયું છે.

વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંત આપણને માત્ર એ સમજવાની મંજૂરી આપે છે કે પદાર્થ કેમ વાયુયુક્ત, પ્રવાહી અને ઘન અવસ્થામાં હોઈ શકે છે, પણ એક અવસ્થામાંથી બીજી સ્થિતિમાં પદાર્થના સંક્રમણની પ્રક્રિયાને પણ સમજાવે છે.

બાષ્પીભવન એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા પ્રવાહી ધીમે ધીમે વરાળ અથવા ગેસના સ્વરૂપમાં હવામાં બદલાય છે.

બધા પ્રવાહી બાષ્પીભવન થાય છે, પરંતુ વિવિધ દરે.

પ્રવાહી અણુઓ અવ્યવસ્થિત રીતે આગળ વધે છે.

પ્રવાહીની સપાટી પર, તેના પરમાણુઓ નીચેની તુલનામાં વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે, અને તેઓ સંલગ્નતા દળોને દૂર કરીને હવામાં ઉડી શકે છે. આ બાષ્પીભવન છે.

જ્યારે પ્રવાહી ગરમ થાય છે, ત્યારે બાષ્પીભવન ઝડપથી થાય છે - ગરમ પ્રવાહીમાં પરમાણુઓની હિલચાલની ઝડપ વધારે હોય છે, વધુ અણુઓને પ્રવાહી છોડવાની તક હોય છે. બહાર નીકળેલા પરમાણુ ગેસની રેન્ડમ થર્મલ ચળવળમાં ભાગ લે છે. અવ્યવસ્થિત રીતે ખસેડવાથી, તે ખુલ્લા વાસણમાં પ્રવાહીની સપાટીથી હંમેશ માટે દૂર જઈ શકે છે, પરંતુ તે ફરીથી પ્રવાહીમાં પણ પાછા આવી શકે છે.

બંધ વાસણમાં બાષ્પીભવન થતું નથી કારણ કે વરાળ ઝડપથી સંતૃપ્તિ બિંદુ સુધી પહોંચે છે, જ્યારે પ્રવાહી છોડતા પરમાણુઓની સંખ્યા તેના પર પાછા ફરતા પરમાણુઓની સંખ્યા જેટલી હોય છે.

જો પ્રવાહી ઉપરની હવા ખસે છે, તો બાષ્પીભવનનો દર વધે છે, કારણ કે જહાજ પર હવાનો પ્રવાહ પરિણામી પ્રવાહી વરાળને વહન કરે છે. બાષ્પીભવન કરતા પ્રવાહીનો સપાટી વિસ્તાર જેટલો મોટો હોય છે, તેટલી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે. ગોળ ફ્રાઈંગ પેનમાં પાણી ઊંચા જગ કરતાં વધુ ઝડપથી બાષ્પીભવન થશે.

જ્યારે પ્રવાહી બાષ્પીભવન થાય છે, ત્યારે ઝડપી અણુઓ તેને છોડી દે છે, તેથી પ્રવાહી અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા ઘટે છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રવાહીનું તાપમાન ઘટે છે. કેટલાક ઝડપથી બાષ્પીભવન થતા પ્રવાહી (આલ્કોહોલ, એસીટોન) વડે તમારા હાથને ભીના કરીને, તમે ભીના વિસ્તારને મજબૂત ઠંડક અનુભવી શકો છો. જો તમે તમારા હાથ પર ફૂંકશો તો ઠંડક વધશે.

પ્રકૃતિમાં પાણીનું ચક્ર

ભારે ગરમીમાં, નદીઓ, તળાવો અને તળાવો છીછરા બને છે, પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે, એટલે કે, તે પ્રવાહી સ્થિતિમાંથી વાયુ સ્થિતિમાં બદલાય છે - તે અદ્રશ્ય વરાળમાં ફેરવાય છે. હવામાં પાણીની વરાળની સામગ્રીને હવામાં ભેજ કહેવામાં આવે છે. તે તાપમાન પર આધાર રાખે છે. આમ, +20 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને હવામાં 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ કરતાં 4 ગણું વધુ પાણી હોય છે. આ ઘટનાનું કારણ ગરમી છે. દિવસ દરમિયાન, ખાબોચિયા, તળાવ, તળાવો, નદીઓ, સમુદ્રો, છોડમાં રહેલ ભેજનું પાણી સૂર્ય દ્વારા ગરમ થાય છે અને બાષ્પીભવન થાય છે, તે વધુ ઝડપથી ગરમ થાય છે. જો બે સરખી પ્લેટ અલગ-અલગ માત્રામાં પાણીથી ભરેલી હોય અને તેમાંથી એક તડકામાં અને બીજી છાયામાં મૂકવામાં આવે તો તમે આ જોઈ શકો છો. જ્યાં પાણી સૂર્યના કિરણો દ્વારા ગરમ થાય છે, તે નોંધપાત્ર રીતે ઝડપથી બાષ્પીભવન કરશે. બાષ્પીભવન અને પવનને વેગ આપે છે. પવનમાં કાગળનો ભીનો ટુકડો જ્યાં હવા શાંત અને સ્થિર હોય ત્યાં એક ડાબી બાજુ કરતાં વધુ ઝડપથી સુકાઈ જશે.

પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે અને જ્યાં આસપાસની હવા સૂકી હોય છે. ગરમ, શુષ્ક દિવસોમાં, વ્યક્તિ પરસેવો કરે છે, પરંતુ પરસેવો તેને વધુ પરેશાન કરતું નથી: તે તરત જ સુકાઈ જાય છે. અને જ્યારે તે ભેજયુક્ત અને ગરમ હોય છે, ત્યારે તમારા કપડાં પણ પરસેવાથી ભીના થઈ જાય છે. પરંતુ જો સમુદ્ર, નદીઓ, તળાવોમાંથી ભેજ સતત બાષ્પીભવન થાય છે, જો તે છોડને છોડી દે છે અને વાતાવરણમાં અદૃશ્ય થઈ જાય છે, તો પછી પૃથ્વી કેમ સુકાઈ જતી નથી?

આવું થતું નથી કારણ કે પાણી સતત ચક્રમાં રહે છે. બાષ્પીભવન કર્યા પછી, તે ગરમ હવા સાથે વધે છે, નાના ટીપાંનું સ્વરૂપ લે છે.

વિશ્વની સપાટીનો 70% થી વધુ ભાગ વિશ્વના મહાસાગરોના પાણીથી ઢંકાયેલો છે. પરંતુ એક સમય એવો હતો જ્યારે દરિયો જ નહોતો. વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે લગભગ 3,500 મિલિયન વર્ષો પહેલા આપણી પૃથ્વી ખૂબ જ ગરમ હતી અને વરાળના વિશાળ વાદળોથી ઘેરાયેલી હતી. ધીરે ધીરે પૃથ્વી ઠંડી પડી અને તેની આસપાસની વરાળ પણ ઠંડી પડી. ઠંડક, વરાળ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પાણીમાં ફેરવાઈ અને પૃથ્વીની સપાટીમાં ડિપ્રેશન ભર્યું, પૃથ્વી પર પ્રથમ સમુદ્રો રચાયા.

પૃથ્વી પરનું પાણી સતત એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જાય છે:

1. પાણીના નાના કણો, નરી આંખે અદ્રશ્ય, સમુદ્રની સપાટી પરથી સતત બાષ્પીભવન થાય છે. તેઓ પાણીની વરાળના રૂપમાં આપણી આસપાસની હવાનો ભાગ બની જાય છે.

2. તે બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા છે. લગભગ કોઈપણ હવામાનમાં જળાશયોની સપાટી પરથી પાણી પાણીની વરાળમાં ફેરવાય છે. પરંતુ ઉનાળાની ગરમીમાં, આ પ્રક્રિયા વધુ ઝડપી અને વધુ તીવ્ર બને છે.

3. હવા ટોચ પર વધે છે અને ઠંડી બને છે. એકવાર ઊંચી ઉંચાઈ પર, પાણીની વરાળ પાણીના નાના ટીપાઓમાં ઘનીકરણ કરે છે, જે વાદળોના રૂપમાં હવામાં અટકી જાય છે.

4. પવન સમગ્ર આકાશમાં વાદળોને વહન કરે છે.

5. નાના ટીપાં જે વાદળો બનાવે છે તે એકબીજા સાથે જોડાય છે - બરાબર આ કેવી રીતે થાય છે તે વૈજ્ઞાનિકો માટે અજાણ છે - અને વરસાદના રૂપમાં જમીન પર પડે છે.

6. જો હવા ખૂબ જ ઠંડી હોય, તો વાદળોમાંના ટીપાં થીજી જાય છે અને સ્નોવફ્લેક્સના રૂપમાં પડે છે.

7. પર્વતોની ટોચ પર આખું વર્ષ બરફ રહે છે. ત્યાંથી, પર્વતીય ઢોળાવ પર નાના પ્રવાહો વહે છે, જે બરફ પીગળીને પોષાય છે.

8. અન્ય પ્રવાહો વરસાદી પાણી દ્વારા ખવડાવવામાં આવે છે. આ તમામ નદીઓ અને નાળાઓ આખરે મોટી નદીઓમાં વહે છે.

9. નદીઓ પર્વતો પરથી નીચે વહે છે અને અંતે સમુદ્રમાં વહે છે. આમ, આપણા ગ્રહની સપાટી પરથી જે પાણી બાષ્પીભવન થયું છે તે તેના પર પાછું આવે છે.

બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા એ ખૂબ જ રસપ્રદ ભૌતિક અને રાસાયણિક ઘટના છે, તે આપણા જીવનમાં કેટલી વાર થાય છે તેનું અવલોકન કરવું અને નોંધવું રસપ્રદ છે.

મને લાગે છે કે વિજ્ઞાન બાષ્પીભવન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ મનુષ્ય અને આપણા ગ્રહના લાભ માટે એક કરતા વધુ વખત કરશે.

પ્રકરણ II "વ્યવહારિક પ્રયોગો"

પ્રયોગ નંબર 1 "વિવિધ પરિબળો પર બાષ્પીભવન દરની અવલંબન"

1. તાપમાન પર બાષ્પીભવનની અવલંબન

સાધન:

▪ સમાન વોલ્યુમના 2 ચશ્મા

▪ વિવિધ વ્યાસની 2 રકાબી

▪ કાગળની 2 શીટ

▪ પ્રવાહી માટે થર્મોમીટર

પ્રયોગની પ્રગતિ:

ઠંડા અને ગરમ પાણીને બે સરખા ગ્લાસમાં રેડો. ચશ્મામાં પાણીનું સ્તર નોંધો. 12 મિનિટ પછી, ગરમ ગ્લાસમાંનું પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થશે.

નિષ્કર્ષ: આવું થાય છે કારણ કે ગરમ પ્રવાહીમાં પરમાણુઓ ઊંચા તાપમાનના પ્રભાવ હેઠળ ઝડપ વધારે છે. તેઓ એકબીજાને એટલા સખત દબાણ કરે છે કે કેટલાક છટકી જાય છે અને પાણીની વરાળના રૂપમાં હવાના અણુઓ વચ્ચે વિખેરાઈ જાય છે.

2. બાષ્પીભવન સપાટીના વિસ્તાર પર બાષ્પીભવનનું નિર્ભરતા જો પ્રવાહીનું તાપમાન સમાન હોય.

પ્રયોગની પ્રગતિ:

વિવિધ વ્યાસની રકાબીમાં ગરમ ​​પાણી (પ્રયોગની પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવા) રેડો. પાણીનું સ્તર નોંધો. 10 મિનિટ પછી, મોટી રકાબીમાંનું પાણી ઝડપથી બાષ્પીભવન થયું (પ્રવાહીનું પ્રમાણ ઓછું થઈ ગયું).

નિષ્કર્ષ: બાષ્પીભવન કરતા પ્રવાહીની સપાટી જેટલી મોટી હોય છે, તેટલી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, કારણ કે મોટા વિસ્તાર પર બાષ્પીભવન કરતા પરમાણુઓની સંખ્યા વધુ હશે.

3. પવન પર બાષ્પીભવનની અવલંબન.

પ્રયોગની પ્રગતિ:

કાગળની બે સરખા શીટ્સને પાણીથી ભીની કરો. ચાલો એકને હવામાં સૂકવવા માટે છોડીએ, અને ઠંડા હવાના પ્રવાહને બીજા તરફ દિશામાન કરવા માટે હેરડ્રાયરનો ઉપયોગ કરીએ. 10 મિનિટ પછી, શીટ શુષ્ક થઈ ગઈ, પરંતુ અન્ય એક કલાક માટે ભીની રહી.

નિષ્કર્ષ: જો પ્રવાહીની ઉપરની હવા ખસે છે, તો બાષ્પીભવનનો દર વધે છે, કારણ કે હવાનો પ્રવાહ પ્રવાહીના અણુઓને સપાટીથી દૂર થઈને વરાળની સ્થિતિમાં પ્રવેશવામાં મદદ કરે છે. ગરમ હવા આ પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવશે.

4. પદાર્થના પ્રકાર પર બાષ્પીભવનની અવલંબન.

પ્રયોગની પ્રગતિ:

અમે કાગળની બે શીટ્સને વિવિધ પ્રવાહીથી ભીની કરીએ છીએ: પાણી અને આલ્કોહોલ. 3 મિનિટ પછી, પાંદડામાંથી આલ્કોહોલ સંપૂર્ણપણે બાષ્પીભવન થઈ ગયું, પાણીથી ભીનું થઈ ગયું, 20 મિનિટ સુધી ભીનું રહ્યું.

નિષ્કર્ષ: પદાર્થોના બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા સમાન નથી. તે આ પદાર્થના પરમાણુઓને પકડી રાખતા દળો પર આધાર રાખે છે.

આ પ્રક્રિયાને પ્રભાવિત કરતા પરિબળોને જાણીને બાષ્પીભવનનો દર બદલી શકાય છે!

પ્રયોગ નંબર 2 “સોલ્યુશનમાંથી પદાર્થનું અલગીકરણ. ખાંડનું સ્ફટિકીકરણ.

આવશ્યક:

▪ કાચ

▪ ગરમ પાણી

▪ ચમચી

▪ જાડા સુતરાઉ દોરો 10 સે.મી.

▪ પેપરક્લિપ

▪ પેન્સિલ

પ્રયોગની પ્રગતિ:

1. એક કપમાં ગરમ ​​પાણી રેડો અને ચમચી વડે હલાવતા રહો, જ્યાં સુધી તે ઓગળવાનું બંધ ન કરે ત્યાં સુધી ખાંડ ઉમેરો. આ ઝડપથી કરવું આવશ્યક છે જેથી પાણીને ઠંડુ થવા અને વધુ ખાંડ ઓગળવાનો સમય ન મળે.

2. ગ્લાસમાં સોલ્યુશન રેડવું.

3. એક છેડો પેન્સિલની મધ્યમાં અને બીજાને પેપર ક્લિપ સાથે બાંધો.

4. કાચ પર પેંસિલ મૂકો જેથી થ્રેડ સોલ્યુશનમાં ડૂબી જાય, તંગ રહે.

5. ગ્લાસને ઠંડી જગ્યાએ મૂકો અને તેને એક દિવસ માટે છોડી દો.

પરિણામ: થ્રેડ પર સુગર સ્ફટિકો રચાય છે.

નિષ્કર્ષ: ગરમ પાણીએ સુપરસેચ્યુરેટેડ સોલ્યુશન બનાવવામાં મદદ કરી. જ્યારે પાણી ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તે ખાંડને પકડી શકતું નથી, અને વધુ પડતા સ્ફટિકો બને છે. જ્યારે સુપરસેચ્યુરેટેડ સોલ્યુશન ઠંડુ થાય છે, ત્યારે દ્રાવક (પાણી)માંથી સ્ફટિકના રૂપમાં દ્રાવકનો એક ભાગ મુક્ત થાય છે. પાણી એક ઉત્તમ દ્રાવક છે, પરંતુ ઘણા ઉકેલો છે જેમાં આલ્કોહોલ દ્રાવક છે: પરફ્યુમ, વાર્નિશ, એડહેસિવ્સ. આ ઉત્પાદનોના ફાયદા (પરફ્યુમની સુગંધ, વાર્નિશની અભેદ્યતા, એડહેસિવ્સની બંધનકર્તા ક્ષમતા) એ હકીકત સાથે સંકળાયેલા છે કે આલ્કોહોલ ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, જે ઓગળેલા પદાર્થોને સપાટી પર છોડી દે છે.

બાષ્પીભવન પદાર્થોને ઉકેલમાંથી અલગ કરવાની મંજૂરી આપે છે!

નિષ્કર્ષ

બાષ્પીભવનના વિષય પર કામ કરતી વખતે, મને મારા પ્રશ્નોના જવાબો મળ્યા. મેં શીખ્યા કે બાષ્પીભવન કેવી રીતે થાય છે, કે પદાર્થોના બાષ્પીભવનનો દર અલગ છે. લોકો તેમના જીવનમાં બાષ્પીભવન પ્રક્રિયાનો સક્રિયપણે ઉપયોગ કરે છે, વિવિધ મિકેનિઝમ્સ અને મશીનોના ઉત્પાદનમાં તેનો ઉપયોગ કરે છે અને રોજિંદા જીવનમાં તેનો ઉપયોગ કરે છે. પ્રકૃતિમાં, આ પ્રક્રિયા માનવ પ્રવૃત્તિને ધ્યાનમાં લીધા વિના થાય છે, અને લોકોનું કાર્ય આ પ્રક્રિયાને વિક્ષેપિત કરવાનું નથી. આ કરવા માટે, તમારે પ્રકૃતિને પ્રેમ કરવાની અને આપણી પૃથ્વીને પ્રેમ કરવાની જરૂર છે! મેં કરેલા પ્રયોગો ખૂબ જ રસપ્રદ હતા, અને મને લાગે છે કે આ વિષય પર ઘણા વધુ પ્રયોગો કરી શકાય છે. આજકાલ, જ્યારે હું ડિસ્કવરી જોઉં છું અથવા પુસ્તકો વાંચું છું, ત્યારે હું હંમેશાં પ્રકૃતિમાં અથવા માનવ જીવનમાં થતા બાષ્પીભવન પર ધ્યાન આપું છું, અને મને આનંદ થાય છે કે હું તેના વિશે ઘણું જાણું છું!

અન્ય કોઈપણ પ્રવાહીની જેમ, ત્યાં ઊર્જા છે જેની ઊર્જા તેમને આંતરપરમાણુ આકર્ષણને દૂર કરવા દે છે. આ અણુઓ બળ સાથે વેગ આપે છે અને સપાટી પર ઉડે છે. તેથી, જો તમે એક ગ્લાસ પાણીને પેપર નેપકિનથી ઢાંકશો, તો થોડા સમય પછી તે થોડું ભીનું થઈ જશે. પરંતુ પાણીનું બાષ્પીભવન વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં જુદા જુદા દરે થાય છે. આ પ્રક્રિયાની ગતિ અને તેની અવધિને પ્રભાવિત કરતી મુખ્ય શારીરિક લાક્ષણિકતાઓ એ પદાર્થની ઘનતા, તાપમાન, સપાટીનું ક્ષેત્રફળ, હાજરી છે. આનો અર્થ એ છે કે તેમના માટે આંતરપરમાણુ આકર્ષણને દૂર કરવું વધુ મુશ્કેલ છે, અને તેઓ ઘણી ઓછી સંખ્યામાં સપાટી પર ઉડે છે. જો તમે સમાન સ્થિતિમાં વિવિધ ઘનતાવાળા બે પ્રવાહી (ઉદાહરણ તરીકે, પાણી અને મિથાઈલ) મૂકો છો, તો ઓછી ઘનતા ધરાવતું પ્રવાહી ઝડપથી બાષ્પીભવન થશે. પાણીની ઘનતા 0.99 g/cm3 છે, અને મિથાઈલની ઘનતા 0.79 g/cm3 છે. તેથી, મિથેનોલ ઝડપથી બાષ્પીભવન કરશે. પાણીના બાષ્પીભવનના દરને પ્રભાવિત કરતું સમાન મહત્વનું પરિબળ તાપમાન છે. પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, બાષ્પીભવન કોઈપણ તાપમાને થાય છે, પરંતુ જેમ જેમ તે વધે છે, તેમ તેમ પરમાણુઓની હિલચાલની ગતિ વધે છે, અને તેઓ વધુ સંખ્યામાં પ્રવાહી છોડે છે. તેથી બર્નિંગ પાણીઠંડા પાણી કરતાં વધુ ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે. સાંકડી ગરદન સાથે બોટલમાં રેડવામાં આવેલ પાણી બાષ્પીભવન થશે કારણ કે... બહાર નીકળેલા અણુઓ ટોચ પર ટેપરિંગ બોટલની દિવાલો પર સ્થાયી થશે અને પાછા વળશે. અને રકાબીમાં પાણીના પરમાણુઓ પ્રવાહીને મુક્તપણે છોડી દેશે, જો હવાના પ્રવાહો જે સપાટી પરથી બાષ્પીભવન થાય છે તેની ઉપર જાય તો બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બનશે. હકીકત એ છે કે પરમાણુઓ પ્રવાહી છોડવા ઉપરાંત, તેઓ પાછા ફરે છે. અને હવાનું પરિભ્રમણ જેટલું મજબૂત, ઓછા અણુઓ જે પાણીમાં પાછા પડે છે. આનો અર્થ એ છે કે તેનું વોલ્યુમ ઝડપથી ઘટશે.

સ્ત્રોતો:

• પાણીનું બાષ્પીભવન

વૈજ્ઞાનિકો ઘણા વર્ષોથી પાણીના વિવિધ ગુણધર્મોમાં રસ ધરાવે છે. પાણી વિવિધ રાજ્યોમાં હોઈ શકે છે - ઘન, પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત. સામાન્ય સરેરાશ તાપમાને, પાણી પ્રવાહી તરીકે દેખાય છે. તમે તેને પી શકો છો અને તેની સાથે છોડને પાણી પણ આપી શકો છો. પાણી ફેલાય છે અને અમુક સપાટીઓ પર કબજો કરી શકે છે અને તે જહાજોનો આકાર લઈ શકે છે જેમાં તે સ્થિત છે. તો શા માટે પાણી પ્રવાહી છે?

પાણીની એક ખાસ રચના હોય છે જેના કારણે તે પ્રવાહીનું સ્વરૂપ લે છે. તે રેડી શકે છે, વહે છે અને ટીપાં કરી શકે છે. ઘન પદાર્થોના સ્ફટિકોની રચના કડક રીતે ક્રમબદ્ધ હોય છે. વાયુયુક્ત પદાર્થોમાં, રચના સંપૂર્ણ અંધાધૂંધી તરીકે વ્યક્ત થાય છે. પાણી એ વાયુયુક્ત પદાર્થ વચ્ચેનું મધ્યવર્તી માળખું છે. પાણીની રચનામાંના કણો એકબીજાથી ટૂંકા અંતરે સ્થિત છે અને પ્રમાણમાં ક્રમબદ્ધ છે. પરંતુ જેમ જેમ કણો સમય જતાં એકબીજાથી દૂર જાય છે, રચનાનો ક્રમ ઝડપથી અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

આંતરપરમાણુ અને આંતરપરમાણુ પ્રભાવના દળો કણો વચ્ચેનું સરેરાશ અંતર નક્કી કરે છે. પાણીના અણુઓ ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન અણુઓથી બનેલા હોય છે, જ્યાં એક પરમાણુના ઓક્સિજન પરમાણુ બીજા પરમાણુના હાઇડ્રોજન અણુઓ તરફ આકર્ષાય છે. હાઇડ્રોજન બોન્ડ રચાય છે, જે પાણીને ચોક્કસ પ્રવાહીતાના ગુણો આપે છે, જ્યારે પાણીની રચના સ્ફટિકની રચના સાથે લગભગ સમાન હોય છે. અસંખ્ય પ્રયોગોની મદદથી, પાણી પોતે જ તેની પોતાની રચનાને મુક્ત વોલ્યુમમાં સેટ કરે છે.

જ્યારે પાણી નક્કર સપાટી સાથે જોડાય છે, ત્યારે પાણીની રચના સપાટીની રચના સાથે જોડાવા લાગે છે. પાણીના સંલગ્ન સ્તરની રચના યથાવત રહેતી હોવાથી, તેના ભૌતિક ગુણધર્મો બદલાવા લાગે છે. પાણીની સ્નિગ્ધતા બદલાય છે. ચોક્કસ રચના અને ગુણધર્મો સાથે પદાર્થોને વિસર્જન કરવું શક્ય બને છે. પાણી શરૂઆતમાં સ્પષ્ટ, રંગહીન પ્રવાહી છે. પાણીના ભૌતિક ગુણધર્મોને વિસંગત કહી શકાય, કારણ કે તે એકદમ ઊંચું ઉત્કલન અને ઠંડું બિંદુ ધરાવે છે.

પાણીમાં સપાટીનું તાણ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે અસાધારણ રીતે ઉચ્ચ ઠંડું અને ઉત્કલન બિંદુઓ તેમજ સપાટી તણાવ ધરાવે છે. પાણીના ચોક્કસ બાષ્પીભવન અને ગલન દર અન્ય કોઈપણ પદાર્થો કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. અદ્ભુત વિશેષતા એ છે કે પાણીની ઘનતા બરફની ઘનતા કરતા વધારે છે, જે બરફને પાણીની સપાટી પર તરતા રહેવા દે છે. પ્રવાહી તરીકે પાણીના આ બધા અદ્ભુત ગુણધર્મો ફરીથી તે હાઇડ્રોજન બોન્ડના અસ્તિત્વ દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યા છે જેના દ્વારા પરમાણુઓ જોડાયેલા છે.

ટેટ્રાહેડ્રોનના ભૌમિતિક પ્રક્ષેપણમાં ત્રણ અણુઓના પાણીના પરમાણુની રચના પાણીના અણુઓના એકબીજા પ્રત્યે ખૂબ જ મજબૂત પરસ્પર આકર્ષણના ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે. આ બધું અણુઓના હાઇડ્રોજન બોન્ડ વિશે છે, કારણ કે દરેક પરમાણુ પાણીના અન્ય અણુઓ સાથે ચાર એકદમ સરખા હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવી શકે છે. આ હકીકત સમજાવે છે કે પાણી પ્રવાહી છે.

તે કોઈ રહસ્ય નથી કે તાજા પાણી

પ્રકૃતિ, ટેક્નોલોજી અને રોજિંદા જીવનમાં, આપણે વારંવાર પ્રવાહી અને નક્કર શરીરના વાયુયુક્ત અવસ્થામાં રૂપાંતરનું અવલોકન કરીએ છીએ. ઉનાળાના સ્પષ્ટ દિવસે, વરસાદ પછી બચેલા ખાબોચિયા અને ભીના લોન્ડ્રી ઝડપથી સુકાઈ જાય છે. સમય જતાં, સૂકા બરફના ટુકડાઓ અદૃશ્ય થઈ જાય છે, નેપ્થાલિનના ટુકડા "ઓગળે છે", જેને આપણે ઊની વસ્તુઓ પર છાંટીએ છીએ, વગેરે. આ તમામ કિસ્સાઓમાં, બાષ્પીભવન અવલોકન કરવામાં આવે છે - વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં પદાર્થોનું સંક્રમણ - વરાળ.

પ્રવાહીને વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં બદલવાની બે રીત છે: બાષ્પીભવન અને ઉકળવું. બાષ્પીભવન એક ખુલ્લી મુક્ત સપાટીથી થાય છે જે પ્રવાહીને ગેસથી અલગ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે ખુલ્લા જહાજની સપાટીથી, જળાશયની સપાટીથી, વગેરે. બાષ્પીભવન કોઈપણ તાપમાને થાય છે, પરંતુ કોઈપણ પ્રવાહી માટે તેનો દર વધતા તાપમાન સાથે વધે છે. બાષ્પીભવન દરમિયાન પદાર્થના આપેલ સમૂહ દ્વારા કબજે કરાયેલ વોલ્યુમ અચાનક વધે છે.

બે મુખ્ય કિસ્સાઓ અલગ પાડવા જોઈએ. પ્રથમ એ છે કે જ્યારે બંધ જહાજમાં બાષ્પીભવન થાય છે અને જહાજના તમામ બિંદુઓ પરનું તાપમાન સમાન હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો પાણી અને વરાળનું તાપમાન ઉત્કલન બિંદુથી નીચે હોય તો સ્ટીમ બોઈલરની અંદર અથવા ઢાંકણ વડે બંધ કરેલી કીટલીમાં પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. આ કિસ્સામાં, પેદા થતી વરાળનું પ્રમાણ જહાજની જગ્યા દ્વારા મર્યાદિત છે. વરાળનું દબાણ ચોક્કસ મર્યાદિત મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે કે જેના પર તે પ્રવાહી સાથે થર્મલ સમતુલામાં હોય છે; આવી વરાળને સંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે, અને તેના દબાણને વરાળ દબાણ કહેવામાં આવે છે.

બીજો કેસ જ્યારે પ્રવાહીની ઉપરની જગ્યા બંધ ન હોય ત્યારે; આ રીતે તળાવની સપાટી પરથી પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. અહીં, સંતુલન લગભગ ક્યારેય પ્રાપ્ત થતું નથી અને વરાળ અસંતૃપ્ત છે, અને બાષ્પીભવનનો દર ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે.

બાષ્પીભવનના દરનું માપ એ પ્રવાહીની મુક્ત સપાટીના એકમમાંથી એકમ સમય દીઠ નીકળતા પદાર્થની માત્રા છે. જ્હોન ડાલ્ટન, એક અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી અને રસાયણશાસ્ત્રી, 19મી સદીની શરૂઆતમાં જણાયું હતું કે બાષ્પીભવનનો દર બાષ્પીભવન થતા પ્રવાહીના તાપમાને સંતૃપ્ત વરાળના દબાણ અને અસ્તિત્વમાં રહેલા વાસ્તવિક વરાળના વાસ્તવિક દબાણ વચ્ચેના તફાવતના પ્રમાણસર છે. પ્રવાહી ઉપર. જો પ્રવાહી અને વરાળ બંને સમતુલામાં હોય, તો બાષ્પીભવન દર શૂન્ય છે. બરાબર, તે થાય છે, પરંતુ વિપરીત પ્રક્રિયા - ઘનીકરણ - પણ તે જ ઝડપે થાય છે. બાષ્પીભવનનો દર પણ તેના પર નિર્ભર કરે છે કે તે શાંત અથવા ફરતા વાતાવરણમાં થાય છે; જો પરિણામી વરાળ હવાના પ્રવાહ દ્વારા ઉડી જાય અથવા પંપ દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે તો તેની ઝડપ વધે છે.

જો પ્રવાહી દ્રાવણમાંથી બાષ્પીભવન થાય છે, તો પછી વિવિધ પદાર્થો વિવિધ દરે બાષ્પીભવન થાય છે. હવા જેવા અવકાશી વાયુઓના વધતા દબાણ સાથે આપેલ પદાર્થના બાષ્પીભવનનો દર ઘટે છે. તેથી, ખાલીપણું માં બાષ્પીભવન સૌથી વધુ ઝડપે થાય છે. તેનાથી વિપરીત, જહાજમાં બાહ્ય નિષ્ક્રિય ગેસ ઉમેરીને, બાષ્પીભવન મોટા પ્રમાણમાં ધીમું કરી શકાય છે. .

બાષ્પીભવન દરમિયાન, પ્રવાહીમાંથી બહાર નીકળતા પરમાણુઓએ પડોશી અણુઓના આકર્ષણને દૂર કરવું જોઈએ અને તેમને સપાટીના સ્તરમાં પકડી રાખતા સપાટીના તણાવ દળો સામે કામ કરવું જોઈએ. તેથી, બાષ્પીભવન થાય તે માટે, બાષ્પીભવન થતા પદાર્થને ગરમી આપવી જોઈએ, તેને પ્રવાહીના આંતરિક ઉર્જા ભંડારમાંથી ખેંચીને અથવા તેને આસપાસના શરીરોથી દૂર લઈ જવી જોઈએ. આ તાપમાન અને દબાણ પર તેને વરાળમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે આપેલ તાપમાન અને નિશ્ચિત દબાણ પર પ્રવાહીને જે ગરમી આપવી જોઈએ તેને બાષ્પીકરણની ગરમી કહેવામાં આવે છે. વધતા તાપમાન સાથે વરાળનું દબાણ વધે છે, બાષ્પીભવનની ગરમી જેટલી મજબૂત હોય છે.

જો બાષ્પીભવન કરતું પ્રવાહી બહારથી ગરમી સાથે પૂરું પાડવામાં આવતું નથી અથવા અપૂરતું પૂરું પાડવામાં આવે છે, તો પ્રવાહી ઠંડુ થાય છે. બિન-થર્મલ વાહક દિવાલો સાથેના વાસણમાં મૂકવામાં આવેલા પ્રવાહીને તીવ્રપણે બાષ્પીભવન કરવા માટે દબાણ કરીને, નોંધપાત્ર ઠંડક પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય છે. ગતિ સિદ્ધાંત મુજબ, બાષ્પીભવન દરમિયાન, પ્રવાહીની સપાટી પરથી ઝડપી પરમાણુઓ છટકી જાય છે;

બાષ્પીભવન પદાર્થની માત્રામાં ઘટાડો અને તેના તાપમાનમાં ઘટાડો સાથે છે. જ્યારે પ્રવાહી બાષ્પીભવન થાય છે, ત્યારે કેટલાક ઝડપી ગતિશીલ અણુઓ સપાટીના સ્તરમાંથી ઉડી શકે છે. આ પરમાણુઓમાં ગતિ ઊર્જા હોય છે જે તેમને પ્રવાહીની અંદર પકડી રાખતા સંયોજક દળો સામે કરવામાં આવે છે તે કાર્ય કરતા વધારે અથવા સમાન હોય છે. આ કિસ્સામાં, પ્રવાહીનું તાપમાન, પરમાણુઓની રેન્ડમ હિલચાલની સરેરાશ ગતિ દ્વારા નિર્ધારિત, ઘટે છે. પ્રવાહી તાપમાનમાં ઘટાડો સૂચવે છે કે બાષ્પીભવન થતા પ્રવાહીની આંતરિક ઊર્જા ઘટે છે. આ ઉર્જાનો એક ભાગ સંલગ્નતા દળો પર કાબુ મેળવવા અને બાહ્ય દબાણ સામે વિસ્તરતી વરાળ દ્વારા કાર્ય કરવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે. બીજી બાજુ, પ્રવાહી પરમાણુઓ વચ્ચેના અંતરની તુલનામાં વરાળના પરમાણુઓ વચ્ચેના અંતરમાં વધારો થવાને કારણે પદાર્થના તે ભાગની આંતરિક ઊર્જામાં વધારો થાય છે જે વરાળમાં ફેરવાય છે. તેથી, વરાળના એકમ દળની આંતરિક ઊર્જા સમાન તાપમાને પ્રવાહીના એકમ સમૂહની આંતરિક ઊર્જા કરતાં વધારે છે.

કેટલીકવાર બાષ્પીભવનને સબલાઈમેશન અથવા સબલાઈમેશન પણ કહેવામાં આવે છે, એટલે કે પ્રવાહી અવસ્થાને બાયપાસ કરીને, વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં ઘનનું સંક્રમણ. તેમની લગભગ તમામ પેટર્ન ખરેખર સમાન છે. ઉત્તેજનાની ગરમી લગભગ ફ્યુઝનની ગરમી દ્વારા બાષ્પીભવનની ગરમી કરતાં વધારે છે.

ગલનબિંદુથી નીચેના તાપમાને, મોટાભાગના ઘન પદાર્થોનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ ખૂબ ઓછું હોય છે અને વ્યવહારીક રીતે કોઈ બાષ્પીભવન થતું નથી. જો કે, અપવાદો છે. આમ, 0 ° સે પર પાણીમાં સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ 4.58 mm Hg હોય છે, અને બરફ - 1 ° C - 4.22 mm Hg. અને તે પણ - 10°C - 1.98 mm Hg.

આ પ્રમાણમાં મોટા પાણીની વરાળના દબાણો ઘન બરફના સહેલાઈથી અવલોકન કરાયેલ બાષ્પીભવનને સમજાવે છે, ખાસ કરીને, ઠંડામાં ભીના કપડા સૂકવવાની જાણીતી હકીકત. કૃત્રિમ બરફ, નેપ્થાલિન અને બરફના બાષ્પીભવનમાં ઘનનું બાષ્પીભવન પણ જોઈ શકાય છે.

બાષ્પીભવનની ઘટનામાં નિસ્યંદન થાય છે, જે રાસાયણિક તકનીકની સામાન્ય પદ્ધતિઓમાંની એક છે. નિસ્યંદન એ આંશિક બાષ્પીભવન અને વરાળના અનુગામી ઘનીકરણ દ્વારા મલ્ટિકમ્પોનન્ટ પ્રવાહી મિશ્રણને અલગ કરવાની પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયાના પરિણામે, પ્રવાહી મિશ્રણને અલગ અપૂર્ણાંકમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે જે રચના અને ઉત્કલન બિંદુઓમાં અલગ પડે છે.

શારીરિક ઘટના - ઉકળતા

બાષ્પીભવનની બીજી પદ્ધતિ ઉકળતા છે, જે લાક્ષણિકતા છે, બાષ્પીભવનથી વિપરીત, હકીકત એ છે કે વરાળની રચના માત્ર સપાટી પર જ નહીં, પરંતુ પ્રવાહીના સમગ્ર સમૂહમાં થાય છે. જો પ્રવાહીનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ બાહ્ય દબાણ જેટલું બને તો ઉકાળવું શક્ય બને છે. તેથી, આ પ્રવાહી, આપેલ બાહ્ય દબાણ હેઠળ, ખૂબ ચોક્કસ તાપમાને ઉકળે છે. સામાન્ય રીતે ઉત્કલન બિંદુ વાતાવરણીય દબાણ માટે આપવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વાતાવરણીય દબાણ પર પાણી 373 K અથવા 100°C પર ઉકળે છે.

વિવિધ પદાર્થોના ઉત્કલન બિંદુઓમાં તફાવતનો ઉપયોગ મિશ્રણના કહેવાતા નિસ્યંદન માટે તકનીકમાં થાય છે, જેનાં ઘટકો ઉત્કલન બિંદુમાં મોટા પ્રમાણમાં અલગ પડે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદનોના નિસ્યંદન માટે.

દબાણ પર ઉત્કલન બિંદુની અવલંબન એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે બાહ્ય દબાણ પ્રવાહીની અંદર વરાળના પરપોટાના વિકાસને અટકાવે છે તેથી, વધેલા દબાણ પર, પ્રવાહી ઊંચા તાપમાને ઉકળે છે. જ્યારે દબાણ બદલાય છે, ત્યારે ઉત્કલન બિંદુ ગલનબિંદુ કરતાં વિશાળ શ્રેણીમાં બદલાય છે.

ઉકાળવું એ એક ખાસ પ્રકારનું બાષ્પીભવન છે, જે બાષ્પીભવનથી અલગ છે. ઉકળતાના બાહ્ય ચિહ્નો: જહાજની દિવાલો પર મોટી સંખ્યામાં નાના પરપોટા દેખાય છે; પરપોટાનું પ્રમાણ વધે છે અને પ્રશિક્ષણ બળ અસર કરવાનું શરૂ કરે છે; પરપોટાની વધુ કે ઓછી હિંસક અને અનિયમિત હિલચાલ પ્રવાહીની અંદર થાય છે. સપાટી પર પરપોટા ફૂટે છે પ્રવાહીની સપાટી પર હવા અને વરાળથી ભરેલા પરપોટાને તરતા અને નાશ કરવાની પ્રક્રિયાને ઉકળતા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. પ્રવાહીના પોતાના ઉત્કલન બિંદુઓ હોય છે.

જ્યારે પ્રવાહી ઉકળે ત્યારે બને છે તે પરપોટા બને છે જે હવાના પરપોટા અથવા પ્રવાહીમાં સામાન્ય રીતે હાજર અન્ય વાયુઓમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે. આવા પરપોટા - ઉકળતા કેન્દ્રો - ઘણીવાર વાસણની દિવાલોને વળગી રહે છે, તેથી દિવાલો પર ઉકળતા વહેલા શરૂ થાય છે.

હવાના પરપોટામાં પાણીની વરાળ હોય છે. અસંખ્ય પરપોટાને લીધે, પ્રવાહીની બાષ્પીભવન સપાટી તીવ્રપણે વધે છે. જહાજના સમગ્ર જથ્થામાં વરાળની રચના થાય છે. તેથી ઉકળતાના લાક્ષણિક ચિહ્નો: પરપોટા, વરાળની માત્રામાં તીવ્ર વધારો, સંપૂર્ણ ઉકળતા સુધી તાપમાનની વૃદ્ધિ બંધ.

પરંતુ જો પ્રવાહી વાયુઓથી મુક્ત હોય, તો તેમાં વરાળના પરપોટાનું નિર્માણ મુશ્કેલ છે. આવા પ્રવાહીને વધુ ગરમ કરી શકાય છે, એટલે કે, તેને ઉકળતા વગર ઉત્કલન બિંદુ ઉપર ગરમ કરી શકાય છે. જો વાયુ અથવા ઘન કણોની નજીવી માત્રા, જેની સપાટી પર હવા વળગી રહે છે, તેને આવા સુપરહિટેડ પ્રવાહીમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, તો તે તરત જ વિસ્ફોટક રીતે ઉકળશે. પ્રવાહીનું તાપમાન ઉત્કલન બિંદુ સુધી જાય છે. આવી ઘટના વરાળ બોઈલરમાં વિસ્ફોટનું કારણ બની શકે છે, તેથી તેમને અટકાવવાની જરૂર છે. 1924 માં, એફ. કેન્ડ્રિક અને તેમના સાથીદારો સામાન્ય વાતાવરણીય દબાણ પર પ્રવાહી પાણીને 270ºC સુધી ગરમ કરવામાં સફળ થયા. આ તાપમાને, પાણીની વરાળનું સંતુલન દબાણ 54 એટીએમ છે. ઉપરોક્ત પરથી તે અનુસરે છે કે ઉકળતા પ્રક્રિયાઓને દબાણ વધારીને અથવા ઘટાડીને, તેમજ "બીજ" ની સંખ્યા ઘટાડીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. આધુનિક સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે, આદર્શ રીતે, પાણીને આશરે 300ºC સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે, જે પછી તે તરત જ વાદળછાયું બને છે અને ઝડપથી વિસ્તરતા વરાળ-પાણીનું મિશ્રણ બનાવવા માટે વિસ્ફોટ થાય છે.

આમ, બાષ્પીભવનની જેમ ઉકળવું એ બાષ્પીભવન છે. બાષ્પીભવન પ્રવાહીની સપાટી પરથી કોઈપણ તાપમાન અને કોઈપણ બાહ્ય દબાણ પર થાય છે, અને ઉકળવું એ બાહ્ય દબાણના આધારે દરેક પદાર્થ માટે ચોક્કસ તાપમાને પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થામાં વરાળનું નિર્માણ છે.

બાષ્પીભવન થતા પ્રવાહીનું તાપમાન બદલાતું નથી તેની ખાતરી કરવા માટે, પ્રવાહીને ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી પૂરી પાડવી આવશ્યક છે. તાપમાનમાં ફેરફાર કર્યા વિના 1 કિલો વજનવાળા પ્રવાહીને વરાળમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા દર્શાવતી ભૌતિક માત્રાને બાષ્પીકરણની વિશિષ્ટ ગરમી કહેવામાં આવે છે. આ મૂલ્ય L અક્ષર દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે અને J/kg માપવામાં આવે છે. = J/kg

વરાળ ઘનીકરણ એ બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણની વિપરિત પ્રક્રિયા છે.

ઘનીકરણ કરતી વખતે વરાળ છોડતી ગરમીનું પ્રમાણ સમાન સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. = જે

તે પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે, ઉદાહરણ તરીકે, 100 °C પર પાણીના બાષ્પીભવનની ચોક્કસ ગરમી 2.3 106 J/kg જેટલી હોય છે, એટલે કે, 100 ના ઉત્કલન બિંદુએ 1 કિલો વજનવાળા પાણીને વરાળમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે. °C, 2.3 106 J ઊર્જા જરૂરી છે.

ભેજ

તમામ પ્રકારના બાષ્પીભવનને લીધે, આપણા ગ્રહના વાતાવરણમાં પાણીની વરાળનો વિશાળ જથ્થો છે, ખાસ કરીને પૃથ્વીની નજીકના સ્તરોમાં. હવામાં પાણીની વરાળની હાજરી એ વિશ્વ પર જીવનના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી સ્થિતિ છે. જો કે, સૂકી અને અતિશય ભેજવાળી હવા બંને પ્રાણી અને વનસ્પતિ જગત માટે પ્રતિકૂળ છે. મધ્યમ હવામાં ભેજ સામાન્ય માનવ જીવન અને પ્રવૃત્તિ માટે જરૂરી સ્થિતિ બનાવે છે. ઉત્પાદનો અને સામગ્રીના સંગ્રહ દરમિયાન અધિક ભેજ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓની સંખ્યા માટે હાનિકારક છે. હવાના ભેજની ડિગ્રીનો અંદાજ કેવી રીતે કરવો, એટલે કે. તેમાં પાણીની વરાળની માત્રા કેટલી છે? હવામાનની આગાહી માટે આ મૂલ્યાંકન ખાસ કરીને મહત્વનું છે, કારણ કે વાતાવરણમાં પાણીની વરાળની સામગ્રી એ હવામાન નક્કી કરતા સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળોમાંનું એક છે. હવાના ભેજના જ્ઞાન વિના, હવામાન પરિસ્થિતિઓની આગાહી કરવી અશક્ય છે, જે કૃષિ, પરિવહન અને રાષ્ટ્રીય અર્થતંત્રના અન્ય ઘણા ક્ષેત્રો માટે ખૂબ જરૂરી છે. હવામાં કેટલી વરાળ સમાયેલ છે તે શોધવા માટે, સૈદ્ધાંતિક રીતે, પાણીની વરાળને શોષી લેતા પદાર્થ દ્વારા હવાના ચોક્કસ જથ્થાને પસાર કરો, અને તેથી હવાના 1 m3 માં સમાયેલ વરાળનો સમૂહ શોધો.

હવાના 1 સેમી 3 માં સમાયેલ પાણીની વરાળના જથ્થા દ્વારા માપવામાં આવતા મૂલ્યને સંપૂર્ણ હવા ભેજ કહેવામાં આવે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સંપૂર્ણ હવા ભેજ હવામાં પાણીની વરાળની ઘનતા દ્વારા માપવામાં આવે છે.

વ્યવહારમાં, હવાના 1 એમ 3 માં સમાયેલ વરાળની માત્રાને માપવાનું ખૂબ મુશ્કેલ છે. પરંતુ તે બહાર આવ્યું છે કે સંપૂર્ણ ભેજનું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય સમાન પરિસ્થિતિઓમાં પાણીની વરાળના આંશિક દબાણથી થોડું અલગ છે, જે પારાના મિલીમીટરમાં માપવામાં આવે છે. ગેસનું આંશિક દબાણ વધુ સરળ રીતે માપવામાં આવે છે, તેથી હવામાનશાસ્ત્રમાં, સંપૂર્ણ હવા ભેજને સામાન્ય રીતે આપેલ તાપમાને તેમાં રહેલા પાણીની વરાળનું આંશિક દબાણ કહેવામાં આવે છે, જે પારાના મિલીમીટરમાં માપવામાં આવે છે.

પરંતુ, હવાની સંપૂર્ણ ભેજને જાણીને, તે કેટલું શુષ્ક અથવા ભેજયુક્ત છે તે નક્કી કરવું હજી પણ અશક્ય છે, કારણ કે બાદમાં તાપમાન પર પણ આધાર રાખે છે. જો તાપમાન ઓછું હોય, તો હવામાં પાણીની વરાળની આપેલ રકમ સંતૃપ્તિની ખૂબ નજીક હોઈ શકે છે, એટલે કે. હવા ભીની હશે. ઊંચા તાપમાને, પાણીની વરાળની સમાન માત્રા સંતૃપ્ત થવાથી દૂર હોય છે અને હવા શુષ્ક હોય છે.

હવાના ભેજની ડિગ્રી નક્કી કરવા માટે, તે જાણવું મહત્વપૂર્ણ છે કે તેમાં પાણીની વરાળ સંતૃપ્તિ સ્થિતિથી નજીક છે કે દૂર છે. આ હેતુ માટે, સંબંધિત ભેજની વિભાવના રજૂ કરવામાં આવી છે.

સાપેક્ષ હવા ભેજ એ તે તાપમાને 1 મીટર 3 હવાને સંતૃપ્ત કરવા માટે જરૂરી વરાળની માત્રા સાથે સંપૂર્ણ ભેજના ગુણોત્તર દ્વારા માપવામાં આવેલું મૂલ્ય છે. તે સામાન્ય રીતે ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, હવાની સાપેક્ષ ભેજ દર્શાવે છે કે આપેલ તાપમાને હવાને સંતૃપ્ત કરતી પાણીની વરાળની ઘનતાના કેટલા ટકા સંપૂર્ણ ભેજ છે:

હવામાનશાસ્ત્રમાં, સાપેક્ષ ભેજ એ પાણીની વરાળના આંશિક દબાણના ગુણોત્તર દ્વારા માપવામાં આવેલ જથ્થો છે. હવામાં સમાયેલ, પાણીની વરાળનું દબાણ સમાન તાપમાને હવાને સંતૃપ્ત કરે છે.

સાપેક્ષ હવા ભેજ માત્ર સંપૂર્ણ ભેજ પર જ નહીં, પણ તાપમાન પર પણ આધાર રાખે છે. જો હવામાં પાણીની વરાળનું પ્રમાણ બદલાતું નથી, તો પછી ઘટતા તાપમાન સાથે સંબંધિત ભેજ વધે છે, કારણ કે તાપમાન ઓછું હોય છે, પાણીની વરાળ સંતૃપ્તિની નજીક હોય છે. સાપેક્ષ ભેજની ગણતરી કરવા માટે, અનુરૂપ કોષ્ટકોમાં આપેલ મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરો

પાણી એ દ્રાવક છે

પાણી એક સારું દ્રાવક છે. સોલ્યુશન્સ એ સજાતીય પ્રણાલીઓ છે જેમાં દ્રાવક પરમાણુઓ અને દ્રાવ્ય કણોનો સમાવેશ થાય છે, જેની વચ્ચે ભૌતિક અને રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે: યાંત્રિક હલનચલન એ ભૌતિક ઘટના છે, જ્યારે પાણીમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઓગળવામાં આવે ત્યારે ગરમ કરવું એ રાસાયણિક ઘટના છે.

સસ્પેન્શન એ સસ્પેન્શન છે જેમાં ઘન પદાર્થના નાના કણો પાણીના અણુઓ વચ્ચે સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે: માટી અને પાણીનું મિશ્રણ.

પ્રવાહી મિશ્રણ એ સસ્પેન્શન છે જેમાં પ્રવાહીના નાના ટીપાં અન્ય પ્રવાહીના પરમાણુઓ વચ્ચે સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે: કેરોસીન, ગેસોલિન અને વનસ્પતિ તેલને પાણીથી હલાવો.

જે દ્રાવણમાં આપેલ પદાર્થ હવે આપેલ તાપમાને ઓગળી શકતો નથી તેને સંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે, અને જે દ્રાવણમાં પદાર્થ હજુ પણ ઓગાળી શકાય છે તેને અસંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે.

દ્રાવ્યતા પદાર્થના દળ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, આપેલ તાપમાને 1000 મિલી દ્રાવકમાં ઓગળવામાં સક્ષમ પદાર્થનો સમૂહ.

દ્રાવ્યનો સમૂહ અપૂર્ણાંક એ દ્રાવણના સમૂહ અને દ્રાવણના સમૂહનો ગુણોત્તર છે.

ઉકાળવું એ એક ઝડપી પ્રક્રિયા છે, અને થોડા સમયમાં ઉકળતા પાણીનું કોઈ નિશાન રહેતું નથી;

પરંતુ પાણી અથવા અન્ય પ્રવાહીને વરાળમાં ફેરવવાની બીજી ઘટના છે - આ બાષ્પીભવન છે. બાષ્પીભવન કોઈપણ તાપમાને થાય છે, દબાણને ધ્યાનમાં લીધા વિના, જે સામાન્ય સ્થિતિમાં હંમેશા 760 mm Hg ની નજીક હોય છે. કલા. બાષ્પીભવન, ઉકળતાથી વિપરીત, ખૂબ જ ધીમી પ્રક્રિયા છે. કોલોનની એક બોટલ જે આપણે બંધ કરવાનું ભૂલી ગયા છીએ તે થોડા દિવસોમાં ખાલી થઈ જશે; o પાણી સાથેની રકાબી લાંબા સમય સુધી ઊભી રહેશે, પરંતુ વહેલા કે પછી તે સૂકી થઈ જશે.

બાષ્પીભવન પ્રક્રિયામાં હવા મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. પોતે જ, તે પાણીને બાષ્પીભવન થતું અટકાવતું નથી. જલદી આપણે પ્રવાહીની સપાટી ખોલીએ છીએ, પાણીના અણુઓ હવાના નજીકના સ્તરમાં જવાનું શરૂ કરશે.

આ સ્તરમાં વરાળની ઘનતા ઝડપથી વધશે; થોડા સમય પછી, વરાળનું દબાણ માધ્યમના તાપમાનની સ્થિતિસ્થાપકતાની લાક્ષણિકતા સમાન બની જશે. આ કિસ્સામાં, વરાળનું દબાણ હવાની ગેરહાજરીમાં બરાબર એ જ હશે.

હવામાં વરાળના સંક્રમણનો અર્થ એ નથી, અલબત્ત, દબાણમાં વધારો. પાણીની સપાટીની ઉપરની જગ્યામાં કુલ દબાણ વધતું નથી, ફક્ત આ દબાણનો હિસ્સો જે વરાળ દ્વારા લેવામાં આવે છે તે વધે છે, અને તે મુજબ વરાળ દ્વારા વિસ્થાપિત હવાનો હિસ્સો ઘટે છે.

પાણીની ઉપર હવા સાથે વરાળ મિશ્રિત છે; ઉપર વરાળ વિના હવાના સ્તરો છે. તેઓ અનિવાર્યપણે ભળી જશે. પાણીની વરાળ સતત ઉચ્ચ સ્તરોમાં જશે, અને તેની જગ્યાએ, હવા જેમાં પાણીના પરમાણુઓ નથી હોતા તે નીચલા સ્તરમાં પ્રવેશ કરશે. તેથી, પાણીની સૌથી નજીકના સ્તરમાં, સ્થાનો હંમેશા નવા પાણીના અણુઓ માટે મુક્ત કરવામાં આવશે. પાણી સતત બાષ્પીભવન કરશે, સ્થિતિસ્થાપકતાની સમાન સપાટી પર પાણીની વરાળનું દબાણ જાળવી રાખશે, અને જ્યાં સુધી પાણી સંપૂર્ણપણે બાષ્પીભવન ન થાય ત્યાં સુધી પ્રક્રિયા ચાલુ રહેશે.

અમે કોલોન અને પાણીના ઉદાહરણથી શરૂઆત કરી. તે જાણીતું છે કે તેઓ વિવિધ દરે બાષ્પીભવન કરે છે. ઈથર ખૂબ જ ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, આલ્કોહોલ ખૂબ જ ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, અને પાણી વધુ ધીમે ધીમે. જો આપણે સંદર્ભ પુસ્તકમાં ઓરડાના તાપમાને આ પ્રવાહીના બાષ્પ દબાણના મૂલ્યો શોધી કાઢીએ તો અહીં શું ચાલી રહ્યું છે તે આપણે તરત જ સમજીશું. અહીં સંખ્યાઓ છે: ઈથર - 437 mm Hg. આર્ટ., આલ્કોહોલ - 44.5 mm Hg. કલા. અને પાણી - 17.5 mm Hg. કલા.

સ્થિતિસ્થાપકતા જેટલી વધારે છે, હવાના નજીકના સ્તરમાં વધુ વરાળ અને પ્રવાહી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે. આપણે જાણીએ છીએ કે વધતા તાપમાન સાથે બાષ્પનું દબાણ વધે છે. તે સ્પષ્ટ છે કે ગરમી સાથે બાષ્પીભવનનો દર શા માટે વધે છે.

બાષ્પીભવનના દરને બીજી રીતે પ્રભાવિત કરી શકાય છે. જો આપણે બાષ્પીભવનમાં મદદ કરવા માંગીએ છીએ, તો આપણે પ્રવાહીમાંથી વરાળને ઝડપથી દૂર કરવાની જરૂર છે, એટલે કે, હવાના મિશ્રણને ઝડપી બનાવવું જોઈએ. તેથી જ પ્રવાહી ફૂંકાવાથી બાષ્પીભવન મોટા પ્રમાણમાં વેગ મળે છે. પાણી, જો કે તે પ્રમાણમાં ઓછું વરાળનું દબાણ ધરાવે છે, જો રકાબી પવનમાં મૂકવામાં આવે તો તે ખૂબ જ ઝડપથી અદૃશ્ય થઈ જશે.

તેથી, પાણીમાંથી બહાર નીકળેલા તરવૈયાને પવનમાં ઠંડી કેમ લાગે છે તે સમજી શકાય તેવું છે. પવન વરાળ સાથે હવાના મિશ્રણને વેગ આપે છે અને તેથી, બાષ્પીભવનને વેગ આપે છે, અને માનવ શરીરને બાષ્પીભવન માટે ગરમી છોડી દેવાની ફરજ પડે છે.

હવામાં પાણીની વરાળ ઘણી છે કે ઓછી છે તેના પર વ્યક્તિની સુખાકારી નિર્ભર છે. શુષ્ક અને ભેજવાળી હવા બંને અપ્રિય છે. જ્યારે ભેજ 60% હોય ત્યારે તેને સામાન્ય ગણવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે પાણીની વરાળની ઘનતા એ જ તાપમાને સંતૃપ્ત પાણીની વરાળની ઘનતાના 60% છે.

જો ભેજવાળી હવાને ઠંડુ કરવામાં આવે છે, તો આખરે તેમાં રહેલા પાણીની વરાળનું દબાણ તે તાપમાને વરાળના દબાણની બરાબર થશે. જેમ જેમ તાપમાન વધુ ઘટશે તેમ વરાળ સંતૃપ્ત થશે અને પાણીમાં ઘટ્ટ થવા લાગશે. સવારનું ઝાકળ જે ઘાસ અને પાંદડાઓને ભેજ કરે છે તે આ ઘટનાને કારણે ચોક્કસપણે દેખાય છે.

20°C પર, સંતૃપ્ત પાણીની વરાળની ઘનતા લગભગ 0.00002 g/cm 3 છે. જો હવામાં પાણીની આ સંખ્યાના 60% વરાળ હશે તો અમને સારું લાગશે - તેનો અર્થ એ છે કે 1 સેમી 3 દીઠ ગ્રામના એક લાખ હજારમા ભાગથી થોડો વધુ.

જો કે આ આંકડો નાનો છે, તે રૂમ માટે પ્રભાવશાળી માત્રામાં વરાળ તરફ દોરી જશે. તે ગણતરી કરવી સરળ છે કે 12 મીટર 2 ના ક્ષેત્રફળ અને 3 મીટરની ઊંચાઈવાળા મધ્યમ કદના ઓરડામાં, લગભગ એક કિલોગ્રામ પાણી સંતૃપ્ત વરાળના સ્વરૂપમાં "ફીટ" થઈ શકે છે.

આનો અર્થ એ છે કે જો આવા રૂમને ચુસ્તપણે બંધ કરવામાં આવે છે અને પાણીનું ખુલ્લું બેરલ મૂકવામાં આવે છે, તો એક લિટર પાણી બાષ્પીભવન થશે, પછી ભલે તે બેરલની ક્ષમતા ગમે તે હોય.

પાણી માટેના આ પરિણામની તુલના પારાના અનુરૂપ આંકડાઓ સાથે કરવી રસપ્રદ છે. 20°C ના સમાન તાપમાને, સંતૃપ્ત પારાના વરાળની ઘનતા 10 -8 g/cm 3 છે.

હમણાં જ ચર્ચા કરેલ રૂમમાં, 1 ગ્રામથી વધુ પારાની વરાળ ફિટ થશે નહીં.

માર્ગ દ્વારા, પારાની વરાળ ખૂબ જ ઝેરી છે, અને 1 ગ્રામ પારાની વરાળ કોઈપણ વ્યક્તિના સ્વાસ્થ્યને ગંભીર રીતે નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. પારો સાથે કામ કરતી વખતે, તમારે એ સુનિશ્ચિત કરવું જોઈએ કે પારાના નાનામાં નાના ટીપા પણ છલકાતા નથી.