ગેસ, પ્રવાહી અને ઘન રચનાના નમૂનાઓ. ઘન પદાર્થોની રચનાનું મોડેલ

વાયુઓ, પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોનું માળખું.

મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો:

બધા પદાર્થો પરમાણુઓથી બનેલા છે, અને પરમાણુઓ અણુઓથી બનેલા છે,

અણુઓ અને પરમાણુઓ સતત ગતિમાં હોય છે,

પરમાણુઓ વચ્ચે આકર્ષણ અને પ્રતિકૂળ દળો છે.

IN વાયુઓપરમાણુઓ અસ્તવ્યસ્ત રીતે આગળ વધે છે, પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર મોટું છે, પરમાણુ દળો નાના છે, ગેસ તેને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ પર કબજો કરે છે.

IN પ્રવાહીપરમાણુઓ ફક્ત ટૂંકા અંતર પર જ વ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાય છે, અને મોટા અંતર પર ગોઠવણીના ક્રમ (સપ્રમાણતા) નું ઉલ્લંઘન થાય છે - "ટૂંકી-રેન્જ ઓર્ડર". પરમાણુ આકર્ષણની શક્તિઓ પરમાણુઓને એકબીજાની નજીક રાખે છે. પરમાણુઓની હિલચાલ એક સ્થિર સ્થિતિમાંથી બીજી તરફ "જમ્પિંગ" છે (સામાન્ય રીતે એક સ્તરની અંદર. આ હિલચાલ પ્રવાહીની પ્રવાહીતાને સમજાવે છે. પ્રવાહીનો કોઈ આકાર નથી, પરંતુ તેનું પ્રમાણ હોય છે.

ઘન એ પદાર્થો છે જે તેમના આકારને જાળવી રાખે છે, સ્ફટિકીય અને આકારહીન વિભાજિત થાય છે. સ્ફટિકીય ઘનશરીરમાં એક સ્ફટિક જાળી હોય છે, જેમાં આયનો, પરમાણુઓ અથવા અણુઓ હોઈ શકે છે. તેઓ સ્થિર સંતુલન સ્થિતિને અનુરૂપ ઓસીલેટ કરે છે.. ક્રિસ્ટલ જાળીઓ સમગ્ર વોલ્યુમમાં નિયમિત માળખું ધરાવે છે - ગોઠવણીનો "લાંબા-શ્રેણીનો ક્રમ".

આકારહીન શરીરતેમનો આકાર જાળવી રાખો, પરંતુ સ્ફટિક જાળી નથી અને પરિણામે, ઉચ્ચારણ ગલનબિંદુ નથી. તેમને સ્થિર પ્રવાહી કહેવામાં આવે છે, કારણ કે તેઓ, પ્રવાહીની જેમ, પરમાણુ ગોઠવણીનો "ટૂંકી-શ્રેણી" ક્રમ ધરાવે છે.

પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો

પદાર્થના તમામ અણુઓ આકર્ષણ અને પ્રતિકૂળ શક્તિઓ દ્વારા એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પુરાવા: ભીનાશની ઘટના, સંકોચન અને તાણ સામે પ્રતિકાર, ઘન અને વાયુઓની ઓછી સંકોચનક્ષમતા, વગેરે. પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું કારણ પદાર્થમાં ચાર્જ થયેલ કણોની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે. આ કેવી રીતે સમજાવવું? અણુમાં સકારાત્મક ચાર્જ થયેલ ન્યુક્લિયસ અને નકારાત્મક ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન શેલનો સમાવેશ થાય છે. ન્યુક્લિયસનો ચાર્જ તમામ ઇલેક્ટ્રોનના કુલ ચાર્જ જેટલો છે, તેથી સમગ્ર અણુ ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ છે. એક અથવા વધુ અણુઓ ધરાવતા પરમાણુ પણ વિદ્યુત રીતે તટસ્થ હોય છે. ચાલો બે સ્થિર અણુઓના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને ધ્યાનમાં લઈએ. ગુરુત્વાકર્ષણ અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળો પ્રકૃતિમાં શરીર વચ્ચે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. પરમાણુઓનો સમૂહ અત્યંત નાનો હોવાથી, અણુઓ વચ્ચેના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના નજીવા દળોને અવગણી શકાય છે. ખૂબ મોટા અંતરે પરમાણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પણ નથી. પરંતુ, જેમ જેમ પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટતું જાય છે, તેમ તેમ પરમાણુઓ પોતાની જાતને એવી રીતે દિશા આપવાનું શરૂ કરે છે કે તેમની એકબીજા સામેની બાજુઓ પર વિવિધ ચિહ્નોના ચાર્જ હોય ​​છે (સામાન્ય રીતે, પરમાણુઓ તટસ્થ રહે છે), અને પરમાણુઓ વચ્ચે આકર્ષક દળો ઉદ્ભવે છે. પરમાણુઓ વચ્ચેના અંતરમાં પણ વધુ ઘટાડો સાથે, પરમાણુઓના અણુઓના નકારાત્મક ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોન શેલ્સની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે પ્રતિકૂળ દળો ઉદ્ભવે છે. પરિણામે, પરમાણુ આકર્ષણ અને પ્રતિકૂળ શક્તિઓના સરવાળા દ્વારા કાર્ય કરે છે. મોટા અંતર પર, આકર્ષણનું બળ પ્રબળ છે (પરમાણુના 2-3 વ્યાસના અંતરે, આકર્ષણ મહત્તમ છે), ટૂંકા અંતરે પ્રતિકૂળ બળ. પરમાણુઓ વચ્ચે એક અંતર છે કે જેના પર આકર્ષક દળો પ્રતિકૂળ દળો સમાન બની જાય છે. પરમાણુઓની આ સ્થિતિને સ્થિર સંતુલનની સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે. એકબીજાથી અંતરે સ્થિત અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળો દ્વારા જોડાયેલા પરમાણુઓ સંભવિત ઊર્જા ધરાવે છે. સ્થિર સંતુલન સ્થિતિમાં, પરમાણુઓની સંભવિત ઊર્જા ન્યૂનતમ છે. પદાર્થમાં, દરેક અણુ એકસાથે ઘણા પડોશી અણુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે પરમાણુઓની લઘુત્તમ સંભવિત ઊર્જાના મૂલ્યને પણ અસર કરે છે. વધુમાં, પદાર્થના તમામ અણુઓ સતત ગતિમાં હોય છે, એટલે કે. ગતિ ઊર્જા હોય છે. આમ, પદાર્થની રચના અને તેના ગુણધર્મો (નક્કર, પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત પદાર્થો) પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની લઘુત્તમ સંભવિત ઊર્જા અને પરમાણુઓની થર્મલ ગતિની ગતિ ઊર્જાના અનામત વચ્ચેના સંબંધ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ઘન, પ્રવાહી અને વાયુયુક્ત પદાર્થોની રચના અને ગુણધર્મો

શરીરની રચના શરીરના કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને તેમની થર્મલ હિલચાલની પ્રકૃતિ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.

ઘન

સોલિડ્સનો આકાર અને વોલ્યુમ સતત હોય છે અને તે વ્યવહારીક રીતે અસ્પષ્ટ હોય છે. પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ન્યૂનતમ સંભવિત ઉર્જા પરમાણુઓની ગતિ ઊર્જા કરતાં વધારે છે. મજબૂત કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. ઘન માં પરમાણુઓની થર્મલ ગતિ માત્ર સ્થિર સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ કણો (અણુઓ, પરમાણુઓ) ના સ્પંદનો દ્વારા વ્યક્ત થાય છે.

આકર્ષણના વિશાળ દળોને લીધે, પરમાણુઓ વ્યવહારીક રીતે પદાર્થમાં તેમની સ્થિતિ બદલી શકતા નથી, આ ઘન પદાર્થોના કદ અને આકારની અવિશ્વસનીયતાને સમજાવે છે. મોટાભાગના ઘન પદાર્થોમાં કણોની અવકાશી ક્રમબદ્ધ ગોઠવણી હોય છે જે નિયમિત સ્ફટિક જાળી બનાવે છે. દ્રવ્યના કણો (અણુઓ, પરમાણુઓ, આયનો) શિરોબિંદુઓ પર સ્થિત છે - સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો. સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો કણોના સ્થિર સંતુલનની સ્થિતિ સાથે સુસંગત છે. આવા ઘન પદાર્થોને સ્ફટિકીય કહેવામાં આવે છે.

પ્રવાહી

પ્રવાહીમાં ચોક્કસ વોલ્યુમ હોય છે, પરંતુ તેમનો પોતાનો આકાર હોતો નથી; પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ન્યૂનતમ સંભવિત ઊર્જા પરમાણુઓની ગતિ ઊર્જા સાથે તુલનાત્મક છે. નબળા કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. પ્રવાહીમાં પરમાણુઓની થર્મલ ગતિ તેના પડોશીઓ દ્વારા પરમાણુને પ્રદાન કરવામાં આવેલ વોલ્યુમની અંદર સ્થિર સંતુલન સ્થિતિની આસપાસના સ્પંદનો દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. પરમાણુઓ પદાર્થના સમગ્ર જથ્થામાં મુક્તપણે ખસેડી શકતા નથી, પરંતુ પડોશી સ્થળોએ પરમાણુઓનું સંક્રમણ શક્ય છે. આ પ્રવાહીની પ્રવાહીતા અને તેના આકારને બદલવાની ક્ષમતા સમજાવે છે.

પ્રવાહીમાં, પરમાણુઓ આકર્ષણના દળો દ્વારા એકબીજા સાથે એકદમ નિશ્ચિતપણે બંધાયેલા હોય છે, જે પ્રવાહીના જથ્થાના અવ્યવસ્થાને સમજાવે છે. પ્રવાહીમાં, પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર લગભગ પરમાણુના વ્યાસ જેટલું હોય છે. જ્યારે પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટે છે (પ્રવાહીનું સંકોચન), પ્રતિકૂળ દળો તીવ્રપણે વધે છે, તેથી પ્રવાહી અસંકોચિત હોય છે. તેમની રચના અને થર્મલ હિલચાલની પ્રકૃતિના સંદર્ભમાં, પ્રવાહી ઘન અને વાયુઓ વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે. જો કે પ્રવાહી અને વાયુ વચ્ચેનો તફાવત પ્રવાહી અને ઘન વચ્ચેનો તફાવત ઘણો વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગલન અથવા સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન, બાષ્પીભવન અથવા ઘનીકરણ દરમિયાન શરીરની માત્રા ઘણી વખત ઓછી થાય છે.

વાયુઓમાં સતત વોલ્યુમ હોતું નથી અને તેઓ જે જહાજમાં સ્થિત છે તેના સમગ્ર વોલ્યુમ પર કબજો કરે છે. પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ન્યૂનતમ સંભવિત ઊર્જા પરમાણુઓની ગતિ ઊર્જા કરતાં ઓછી છે. પદાર્થના કણો વ્યવહારીક રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી. વાયુઓ પરમાણુઓની ગોઠવણી અને ચળવળમાં સંપૂર્ણ અવ્યવસ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

ગેસના પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર અણુઓના કદ કરતાં અનેક ગણું વધારે છે. નાના આકર્ષક દળો પરમાણુઓને એકબીજાની નજીક રાખી શકતા નથી, તેથી વાયુઓ મર્યાદા વિના વિસ્તરી શકે છે. બાહ્ય દબાણના પ્રભાવ હેઠળ ગેસ સરળતાથી સંકુચિત થાય છે, કારણ કે પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર મોટું છે, અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો નહિવત્ છે. જહાજની દિવાલો પર ગેસનું દબાણ ગતિશીલ ગેસના અણુઓની અસર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.

પાઠ નંબર 2/5 2

વિષય નંબર 26: “પ્રવાહીની રચનાનું મોડેલ. સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત જોડી. હવામાં ભેજ."

1 લિક્વિડ સ્ટ્રક્ચર મોડલ

પ્રવાહી એક પદાર્થની સ્થિતિઓ. પ્રવાહીની મુખ્ય મિલકત, જે તેને એકત્રીકરણના અન્ય અવસ્થાઓથી અલગ પાડે છે, તે ટેન્જેન્શિયલ યાંત્રિક તાણના પ્રભાવ હેઠળ તેના આકારને અનિશ્ચિત સમય સુધી બદલવાની ક્ષમતા છે, ભલે તે મનસ્વી રીતે નાના હોય, જ્યારે વ્યવહારીક રીતે તેનું પ્રમાણ જાળવી રાખે.

ફિગ.1

પ્રવાહી સ્થિતિને સામાન્ય રીતે વચ્ચે મધ્યવર્તી ગણવામાં આવે છેઘન અને ગેસ : વાયુ કદ કે આકારને જાળવી શકતો નથી, પરંતુ ઘન બંનેને જાળવી રાખે છે.

પરમાણુઓ પ્રવાહીની ચોક્કસ સ્થિતિ હોતી નથી, પરંતુ તે જ સમયે તેમની પાસે ચળવળની સંપૂર્ણ સ્વતંત્રતા હોતી નથી. તેમની વચ્ચે એક આકર્ષણ છે, તેમને નજીક રાખવા માટે પૂરતું મજબૂત.

પ્રવાહી સ્થિતિમાં પદાર્થ ચોક્કસ શ્રેણીમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છેતાપમાન , જેની નીચે તે ફેરવાય છેનક્કર સ્થિતિ(સ્ફટિકીકરણ થાય છે અથવા ઘન આકારહીન અવસ્થામાં રૂપાંતરકાચ), ઉપર વાયુયુક્ત માં (બાષ્પીભવન થાય છે). આ અંતરાલની સીમાઓ પર આધાર રાખે છેદબાણ

બધા પ્રવાહી સામાન્ય રીતે શુદ્ધ પ્રવાહી અને વિભાજિત થાય છેમિશ્રણ . પ્રવાહીના કેટલાક મિશ્રણ જીવન માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે:લોહી, સમુદ્રનું પાણી વગેરે. પ્રવાહી કાર્ય કરી શકે છેદ્રાવક

પ્રવાહીની મુખ્ય મિલકત પ્રવાહીતા છે. જો તમે પ્રવાહીના એવા વિભાગને લાગુ કરો છો જે સંતુલનમાં હોયબાહ્ય બળ , પછી પ્રવાહી કણોનો પ્રવાહ તે દિશામાં ઉદ્ભવે છે જેમાં આ બળ લાગુ થાય છે: પ્રવાહી વહે છે. આમ, અસંતુલિત બાહ્ય દળોના પ્રભાવ હેઠળ, પ્રવાહી તેના આકાર અને ભાગોની સંબંધિત ગોઠવણીને જાળવી રાખતું નથી, અને તેથી તે જહાજનો આકાર લે છે જેમાં તે સ્થિત છે.

પ્લાસ્ટિક ઘન પદાર્થોથી વિપરીત, પ્રવાહીમાં હોતું નથીશક્તિ પ્રાપ્ત કરો: પ્રવાહી પ્રવાહ બનાવવા માટે મનસ્વી રીતે નાના બાહ્ય બળ લાગુ કરવા માટે તે પૂરતું છે.

પ્રવાહીની એક લાક્ષણિકતા એ છે કે તેની પાસે છેચોક્કસ વોલ્યુમ ( સતત બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ). પ્રવાહીને યાંત્રિક રીતે સંકુચિત કરવું અત્યંત મુશ્કેલ છે કારણ કે તેનાથી વિપરીતગેસ , અણુઓ વચ્ચે બહુ ઓછી ખાલી જગ્યા છે. જહાજમાં બંધ પ્રવાહી પર નાખવામાં આવતું દબાણ આ પ્રવાહીના જથ્થામાં દરેક બિંદુમાં ફેરફાર કર્યા વિના પ્રસારિત થાય છે (પાસ્કલનો કાયદો , વાયુઓ માટે પણ માન્ય છે). આ સુવિધા, ખૂબ જ ઓછી સંકોચનક્ષમતા સાથે, હાઇડ્રોલિક મશીનોમાં વપરાય છે.

પ્રવાહી સામાન્ય રીતે જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે વોલ્યુમમાં વધારો (વિસ્તૃત) થાય છે અને જ્યારે ઠંડુ થાય ત્યારે વોલ્યુમ (કોન્ટ્રાક્ટ)માં ઘટાડો થાય છે. જો કે, ત્યાં અપવાદો છે, ઉદાહરણ તરીકે,પાણી જ્યારે ગરમ થાય છે, સામાન્ય દબાણ પર અને 0 °C થી આશરે 4 °C તાપમાને સંકોચાય છે.

વધુમાં, પ્રવાહી (જેમ કે વાયુઓ) લાક્ષણિકતા ધરાવે છેસ્નિગ્ધતા . તે એક ભાગની બીજા ભાગની હિલચાલને પ્રતિકાર કરવાની ક્ષમતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, એટલે કે, આંતરિક ઘર્ષણ તરીકે.

જ્યારે પ્રવાહીના અડીને આવેલા સ્તરો એકબીજાની સાપેક્ષે ખસે છે, ત્યારે અણુઓની અથડામણ અનિવાર્યપણે થાય છે તે ઉપરાંતથર્મલ ચળવળ. દળો ઉદ્ભવે છે જે વ્યવસ્થિત ચળવળને અવરોધે છે. આ કિસ્સામાં, ક્રમબદ્ધ ગતિની ગતિ ઊર્જા પરમાણુઓની અસ્તવ્યસ્ત ગતિની થર્મલ ઊર્જામાં પરિવર્તિત થાય છે.

જહાજમાં પ્રવાહી, ગતિમાં સેટ અને તેના પોતાના ઉપકરણો પર છોડી દેવામાં આવે છે, ધીમે ધીમે બંધ થઈ જશે, પરંતુ તેનું તાપમાન વધશે.વરાળમાં, ગેસની જેમ, વ્યક્તિ સંલગ્નતા દળોને લગભગ અવગણી શકે છે અને ચળવળને પરમાણુઓની મુક્ત ઉડાન અને તેમની એકબીજા સાથે અને આસપાસના શરીર સાથે અથડામણ તરીકે ગણી શકે છે (દિવાલો અને જહાજના તળિયે પ્રવાહીને આવરી લે છે). પ્રવાહીમાં, અણુઓ, ઘન તરીકે, એકબીજાને પકડીને મજબૂત રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. જો કે, જ્યારે નક્કર શરીરમાં દરેક અણુ શરીરની અંદર અનિશ્ચિત રૂપે નિર્ધારિત સંતુલન સ્થિતિ જાળવી રાખે છે અને તેની હિલચાલ આ સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ ઓસિલેશનમાં ઘટાડો થાય છે, પ્રવાહીમાં હલનચલનની પ્રકૃતિ અલગ હોય છે. પ્રવાહી પરમાણુઓ ઘન અણુઓ કરતાં વધુ મુક્તપણે ફરે છે, જોકે ગેસના પરમાણુઓ જેટલું મુક્તપણે નથી. પ્રવાહીમાં દરેક પરમાણુ તેના પડોશીઓથી દૂર ગયા વિના, થોડા સમય માટે અહીં અને ત્યાં ફરે છે. આ ચળવળ તેની સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ ઘન પરમાણુના કંપન જેવું લાગે છે. જો કે, સમય સમય પર, પ્રવાહી પરમાણુ તેના પર્યાવરણમાંથી છટકી જાય છે અને અન્ય જગ્યાએ જાય છે, નવા વાતાવરણમાં સમાપ્ત થાય છે, જ્યાં તે ફરીથી થોડા સમય માટે સ્પંદન જેવી ગતિ કરે છે.

આમ, પ્રવાહી પરમાણુઓની હિલચાલ એ ઘન અને ગેસમાં હલનચલનના મિશ્રણ જેવું કંઈક છે: એક જગ્યાએ "ઓસીલેટરી" ચળવળને એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ "મુક્ત" સંક્રમણ દ્વારા બદલવામાં આવે છે. આને અનુરૂપ, પ્રવાહીનું માળખું ઘન અને વાયુના બંધારણ વચ્ચેનું કંઈક છે. તાપમાન જેટલું ઊંચું છે, એટલે કે, પ્રવાહી પરમાણુઓની ગતિ ઊર્જા જેટલી વધારે છે, "મુક્ત" ચળવળ દ્વારા ભજવવામાં આવતી ભૂમિકા વધારે છે: પરમાણુની "કંપનશીલ" અવસ્થાના ટૂંકા અંતરાલ અને વધુ વખત "મુક્ત" સંક્રમણો, એટલે કે. , વધુ પ્રવાહી ગેસ જેવું બને છે. દરેક પ્રવાહી (કહેવાતા નિર્ણાયક તાપમાન) ના પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચા તાપમાનની લાક્ષણિકતા પર, પ્રવાહીના ગુણધર્મો અત્યંત સંકુચિત ગેસના ગુણધર્મોથી અલગ પડતા નથી.

2 સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત જોડી અને તેમના ગુણધર્મો

પ્રવાહીની મુક્ત સપાટી ઉપર હંમેશા આ પ્રવાહીની વરાળ હોય છે. જો પ્રવાહી સાથેનું જહાજ બંધ ન હોય, તો સતત તાપમાને વરાળના કણોની સાંદ્રતા વિશાળ મર્યાદામાં, નીચે અને ઉપર બદલાઈ શકે છે.

મર્યાદિત જગ્યામાં બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા(પ્રવાહી સાથે બંધ કન્ટેનર)આપેલ તાપમાને ચોક્કસ મર્યાદા સુધી જ થઈ શકે છે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે વરાળનું ઘનીકરણ પ્રવાહીના બાષ્પીભવન સાથે એકસાથે થાય છે. પ્રથમ, 1 સેકન્ડમાં પ્રવાહીમાંથી ઉડતા પરમાણુઓની સંખ્યા પાછા ફરતા પરમાણુઓની સંખ્યા કરતા વધારે છે, અને ઘનતા, અને તેથી વરાળનું દબાણ વધે છે. આ ઘનીકરણના દરમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. થોડા સમય પછી, ગતિશીલ સંતુલન થાય છે, જેમાં પ્રવાહીની ઉપરની વરાળની ઘનતા સતત બને છે.

વરાળ કે જે તેના પ્રવાહી સાથે ગતિશીલ સંતુલનની સ્થિતિમાં હોય તેને સંતૃપ્ત વરાળ કહેવામાં આવે છે. વરાળ કે જે તેના પ્રવાહી સાથે ગતિશીલ સંતુલનની સ્થિતિમાં નથી તેને અસંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે.

અનુભવ દર્શાવે છે કે અસંતૃપ્ત જોડીઓ બધાનું પાલન કરે છેગેસ કાયદા , અને વધુ સચોટ રીતે, તેઓ સંતૃપ્તિથી આગળ છે તે નીચેના ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:

1. આપેલ તાપમાને સંતૃપ્ત વરાળની ઘનતા અને દબાણ આ મહત્તમ ઘનતા અને દબાણ છે જે આપેલ તાપમાને વરાળમાં હોઈ શકે છે;
2. સંતૃપ્ત વરાળની ઘનતા અને દબાણ પદાર્થના પ્રકાર પર આધારિત છે. પ્રવાહીના બાષ્પીભવનની વિશિષ્ટ ગરમી જેટલી ઓછી હોય છે, તે જેટલી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે અને તેના વરાળનું દબાણ અને ઘનતા વધારે હોય છે;
3. સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ અને ઘનતા તેના તાપમાન દ્વારા વિશિષ્ટ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે (વરાળ આ તાપમાને કેવી રીતે પહોંચી તેના પર આધાર રાખતા નથી: ગરમી અથવા ઠંડક દરમિયાન);
4. વધતા તાપમાન સાથે દબાણ અને વરાળની ઘનતા ઝડપથી વધે છે (ફિગ. 1, a, b).

અનુભવ દર્શાવે છે કે જ્યારે પ્રવાહી ગરમ થાય છે, ત્યારે બંધ પાત્રમાં પ્રવાહીનું સ્તર ઘટે છે. પરિણામે, વરાળનો સમૂહ અને ઘનતા વધે છે. આદર્શ ગેસની સરખામણીમાં સંતૃપ્ત વરાળના દબાણમાં મજબૂત વધારો (ગે-લુસાકનો નિયમ સંતૃપ્ત વરાળને લાગુ પડતો નથી) એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે અહીં દબાણ માત્ર પરમાણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જામાં વધારો થવાને કારણે જ નહીં. (આદર્શ ગેસની જેમ), પણ પરમાણુઓની સાંદ્રતામાં વધારો થવાને કારણે પણ;

1. સતત તાપમાન પર, સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ અને ઘનતા વોલ્યુમ પર આધારિત નથી. સરખામણી માટે, આકૃતિ 2 આદર્શ ગેસ (a) અને સંતૃપ્ત વરાળ (b) ના સમતાપ દર્શાવે છે.

ચોખા. 2

અનુભવ દર્શાવે છે કે ઇસોથર્મલ વિસ્તરણ દરમિયાન જહાજમાં પ્રવાહીનું સ્તર ઘટે છે, અને કમ્પ્રેશન દરમિયાન તે વધે છે, એટલે કે. વરાળના અણુઓની સંખ્યા બદલાય છે જેથી વરાળની ઘનતા સ્થિર રહે.

3 ભેજ

પાણીની વરાળ ધરાવતી હવા કહેવાય છેભીનું . હવામાં પાણીની વરાળની સામગ્રીને દર્શાવવા માટે, સંખ્યાબંધ માત્રા રજૂ કરવામાં આવે છે: સંપૂર્ણ ભેજ, પાણીની વરાળનું દબાણ અને સંબંધિત ભેજ.

સંપૂર્ણ ભેજρ હવા એ 1 મીટરમાં સમાયેલ પાણીની વરાળના જથ્થાના આંકડાકીય રીતે સમાન જથ્થો છે 3 હવા (એટલે ​​​​કે આપેલ પરિસ્થિતિઓમાં હવામાં પાણીની વરાળની ઘનતા).

પાણીની વરાળનું દબાણ p હવામાં સમાયેલ પાણીની વરાળનું આંશિક દબાણ છે. સંપૂર્ણ ભેજ અને સ્થિતિસ્થાપકતાના SI એકમો અનુક્રમે કિલોગ્રામ પ્રતિ ઘન મીટર (કિલોગ્રામ/મી) છે 3) અને પાસ્કલ (પા).

જો માત્ર સંપૂર્ણ ભેજ અથવા પાણીની વરાળનું દબાણ જાણીતું હોય, તો હવા કેટલી શુષ્ક અથવા ભેજવાળી છે તે નક્કી કરવું હજુ પણ અશક્ય છે. હવાના ભેજની ડિગ્રી નક્કી કરવા માટે, તમારે જાણવાની જરૂર છે કે પાણીની વરાળ નજીક છે કે સંતૃપ્તિથી દૂર છે.

સંબંધિત ભેજહવા φ ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવેલ ઘનતા અને સંપૂર્ણ ભેજનો ગુણોત્તર છેρ 0 આપેલ તાપમાને સંતૃપ્ત વરાળ (અથવા પાણીની વરાળના દબાણ અને દબાણનો ગુણોત્તરપૃષ્ઠ 0 આપેલ તાપમાને સંતૃપ્ત વરાળ):

સાપેક્ષ ભેજ જેટલો ઓછો હોય છે, તેટલી વધુ વરાળ સંતૃપ્તિમાંથી આવે છે, વધુ તીવ્ર બાષ્પીભવન થાય છે. સંતૃપ્ત વરાળ દબાણપૃષ્ઠ 0 આપેલ તાપમાન ટેબલ મૂલ્ય પર. પાણીની વરાળનું દબાણ (અને તેથી સંપૂર્ણ ભેજ) ઝાકળ બિંદુ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જ્યારે isobarically તાપમાને ઠંડુ થાય છેટીપી વરાળ સંતૃપ્ત થાય છે અને તેની સ્થિતિ એક બિંદુ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છેમાં તાપમાન tp , જેના પર પાણીની વરાળ સંતૃપ્ત થાય છે તેને કહેવામાં આવે છેઝાકળ બિંદુ . જ્યારે ઝાકળ બિંદુથી નીચે ઠંડુ થાય છે, ત્યારે વરાળનું ઘનીકરણ શરૂ થાય છે: ધુમ્મસ દેખાય છે, ઝાકળ પડે છે અને બારીઓ ઉપર ધુમ્મસ થાય છે.

4 હવામાં ભેજનું માપન

હવાના ભેજને માપવા માટે માપન સાધનોનો ઉપયોગ થાય છેહાઇગ્રોમીટર હાઇગ્રોમીટરના ઘણા પ્રકારો છે, પરંતુ મુખ્ય છે:વાળ અને સાયક્રોમેટ્રિક

હવામાં પાણીની વરાળના દબાણને સીધું માપવાનું મુશ્કેલ હોવાથી, સંબંધિત ભેજ માપવામાં આવે છેપરોક્ષ રીતે.

ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંતવાળ હાઇગ્રોમીટરવિકૃત વાળની ​​મિલકત પર આધારિત (માનવ અથવા પ્રાણી)તમારી લંબાઈ બદલોહવાની ભેજ પર આધાર રાખીને જેમાં તે સ્થિત છે.

વાળ મેટલ ફ્રેમ પર ખેંચાય છે. વાળની ​​​​લંબાઈમાં ફેરફાર સ્કેલ સાથે આગળ વધતા તીરમાં પ્રસારિત થાય છે. શિયાળામાં, વાળનું હાઇગ્રોમીટર એ બહારની હવાની ભેજને માપવા માટેનું મુખ્ય સાધન છે.

વધુ સચોટ હાઇગ્રોમીટર એ સાયક્રોમેટ્રિક હાઇગ્રોમીટર છેસાયક્રોમીટર
(અન્ય ગ્રીકમાં "સાયક્રોસ" નો અર્થ થાય છે ઠંડી).
તે જાણીતું છે કે હવાની સાપેક્ષ ભેજઆધાર રાખે છે બાષ્પીભવન દર.
હવામાં ભેજ જેટલો ઓછો હશે, ભેજનું બાષ્પીભવન કરવું તેટલું સરળ છે.

સાયક્રોમીટર પાસે છેબે થર્મોમીટર . એક સામાન્ય છે, તેઓ તેને કહે છેશુષ્ક તે આસપાસના હવાના તાપમાનને માપે છે. બીજા થર્મોમીટરના બલ્બને ફેબ્રિકની વાટમાં લપેટીને પાણીના કન્ટેનરમાં મૂકવામાં આવે છે. બીજું થર્મોમીટર હવાનું તાપમાન બતાવતું નથી, પરંતુ ભીની વાટનું તાપમાન, તેથી તેનું નામ moisturized થર્મોમીટર હવામાં ભેજ ઓછો, ધવધુ તીવ્ર વાટમાંથી ભેજનું બાષ્પીભવન થાય છે, ભેજવાળા થર્મોમીટરમાંથી એકમ સમય દીઠ ગરમીનું વધુ પ્રમાણ દૂર કરવામાં આવે છે, તેની રીડિંગ્સ ઓછી થાય છે, તેથી, શુષ્ક અને ભેજવાળા થર્મોમીટરના રીડિંગ્સ વચ્ચેનો તફાવત વધારે છે.

ઝાકળ બિંદુ હાઇગ્રોમીટરનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે. કન્ડેન્સેશન હાઇગ્રોમીટર એ મેટલ બોક્સ છેએ , આગળની દિવાલ TO જે સારી રીતે પોલિશ્ડ છે (ફિગ. 2) બોક્સની અંદર સરળતાથી બાષ્પીભવન થતું પ્રવાહી ઈથર રેડવામાં આવે છે અને થર્મોમીટર દાખલ કરવામાં આવે છે. રબરના બલ્બનો ઉપયોગ કરીને બોક્સમાંથી હવા પસાર કરવીજી , ઈથરનું મજબૂત બાષ્પીભવન અને બોક્સના ઝડપી ઠંડકનું કારણ બને છે. થર્મોમીટર એ તાપમાનને માપે છે કે જેમાં દિવાલની પોલિશ્ડ સપાટી પર ઝાકળના ટીપાં દેખાય છે. TO . દિવાલને અડીને આવેલા વિસ્તારમાં દબાણ સતત ગણી શકાય, કારણ કે આ વિસ્તાર વાતાવરણ સાથે સંપર્ક કરે છે અને ઠંડકને કારણે દબાણમાં ઘટાડો વરાળની સાંદ્રતામાં વધારો દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે. ઝાકળનો દેખાવ સૂચવે છે કે પાણીની વરાળ સંતૃપ્ત થઈ ગઈ છે. હવાના તાપમાન અને ઝાકળ બિંદુને જાણીને, તમે પાણીની વરાળ અને સંબંધિત ભેજનું આંશિક દબાણ શોધી શકો છો.

ચોખા. 2

5 સ્વતંત્ર રીતે ઉકેલવા માટેની સમસ્યાઓ

સમસ્યા 1

બહાર ઠંડી પાનખર વરસાદ છે. કયા કિસ્સામાં રસોડામાં લટકતી લોન્ડ્રી ઝડપથી સુકાઈ જશે: જ્યારે બારી ખુલ્લી હોય કે ક્યારે બંધ હોય? શા માટે?

સમસ્યા 2

હવામાં ભેજ 78% છે, અને ડ્રાય બલ્બ રીડિંગ 12 °C છે. વેટ બલ્બ થર્મોમીટર કયું તાપમાન દર્શાવે છે?(જવાબ: 10 °C.)

સમસ્યા 3

શુષ્ક અને ભીના થર્મોમીટરના રીડિંગ્સમાં તફાવત 4 °C છે. સાપેક્ષ ભેજ 60%. શુષ્ક અને ભીના બલ્બ રીડિંગ્સ શું છે?(જવાબ: t c -l9 °С, t m ​​= 10 °С.)

1. પ્રવાહીની રચનાનું મોડેલ. સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત જોડીઓ; તાપમાન પર સંતૃપ્ત વરાળના દબાણની અવલંબન; ઉકળતા હવા ભેજ; ઝાકળ બિંદુ, હાઇગ્રોમીટર, સાયક્રોમીટર.

બાષ્પીભવન - બાષ્પીભવન કે જે પ્રવાહીની મુક્ત સપાટીથી કોઈપણ તાપમાને થાય છે. કોઈપણ તાપમાને થર્મલ ગતિ દરમિયાન, પ્રવાહી અણુઓની ગતિ ઊર્જા અન્ય પરમાણુઓ સાથેના તેમના જોડાણની સંભવિત ઊર્જા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી શકતી નથી. બાષ્પીભવન પ્રવાહીના ઠંડક સાથે છે. બાષ્પીભવનનો દર આના પર આધાર રાખે છે: ખુલ્લી સપાટીનો વિસ્તાર, તાપમાન અને પ્રવાહીની નજીકના પરમાણુઓની સાંદ્રતા.

ઘનીકરણ- પદાર્થની વાયુ અવસ્થામાંથી પ્રવાહી અવસ્થામાં સંક્રમણની પ્રક્રિયા.
સતત તાપમાને બંધ વાસણમાં પ્રવાહીનું બાષ્પીભવન વાયુ અવસ્થામાં બાષ્પીભવન થતા પદાર્થના પરમાણુઓની સાંદ્રતામાં ધીમે ધીમે વધારો તરફ દોરી જાય છે. બાષ્પીભવનની શરૂઆતના થોડા સમય પછી, વાયુની અવસ્થામાં પદાર્થની સાંદ્રતા એવા મૂલ્ય સુધી પહોંચશે કે જેના પર પ્રવાહીમાં પાછા ફરતા પરમાણુઓની સંખ્યા તે જ સમય દરમિયાન પ્રવાહીને છોડતા પરમાણુઓની સંખ્યા જેટલી થઈ જાય છે. ઇન્સ્ટોલ કરેલ ગતિશીલ સંતુલનબાષ્પીભવન અને પદાર્થના ઘનીકરણની પ્રક્રિયાઓ વચ્ચે.

વાયુ અવસ્થામાં જે પદાર્થ પ્રવાહી સાથે ગતિશીલ સમતુલામાં હોય તેને કહેવાય છે. સંતૃપ્ત વરાળ. (બાષ્પ એ પરમાણુઓનો સંગ્રહ છે જે બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રવાહીને છોડી દે છે.) સંતૃપ્તથી નીચેના દબાણ પર વરાળને અસંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે.

જળાશયો, માટી અને વનસ્પતિની સપાટીઓમાંથી પાણીના સતત બાષ્પીભવનને કારણે તેમજ મનુષ્યો અને પ્રાણીઓના શ્વસનને લીધે, વાતાવરણમાં હંમેશા પાણીની વરાળ હોય છે. તેથી, વાતાવરણીય દબાણ એ શુષ્ક હવાના દબાણ અને તેમાં રહેલા પાણીની વરાળનો સરવાળો છે. જ્યારે હવા વરાળથી સંતૃપ્ત થાય છે ત્યારે પાણીની વરાળનું દબાણ મહત્તમ હશે. સંતૃપ્ત વરાળ, અસંતૃપ્ત વરાળથી વિપરીત, આદર્શ ગેસના નિયમોનું પાલન કરતી નથી. આમ, સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ વોલ્યુમ પર આધારિત નથી, પરંતુ તાપમાન પર આધારિત છે. આ અવલંબન એક સરળ સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાતું નથી, તેથી, તાપમાન પર સંતૃપ્ત વરાળના દબાણની અવલંબનના પ્રાયોગિક અભ્યાસના આધારે, કોષ્ટકોનું સંકલન કરવામાં આવ્યું છે જેમાંથી વિવિધ તાપમાને તેનું દબાણ નક્કી કરી શકાય છે.

આપેલ તાપમાને હવામાં પાણીની વરાળનું દબાણ કહેવાય છે સંપૂર્ણ ભેજ. વરાળનું દબાણ પરમાણુઓની સાંદ્રતાના પ્રમાણસર હોવાથી, ચોક્કસ ભેજને આપેલ તાપમાને હવામાં હાજર જળ વરાળની ઘનતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે, જે કિલોગ્રામ પ્રતિ ઘન મીટર (p) માં દર્શાવવામાં આવે છે.

સંબંધિત ભેજઆપેલ તાપમાને હવામાં પાણીની વરાળ (અથવા દબાણ) ની ઘનતા (અથવા દબાણ) અને પાણીની વરાળની ઘનતાનો ગુણોત્તર છે. સમાન તાપમાન, ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે, એટલે કે.

મધ્યમ આબોહવા અક્ષાંશોમાં મનુષ્યો માટે સૌથી અનુકૂળ 40-60% ની સાપેક્ષ ભેજ છે.

હવાનું તાપમાન ઘટાડીને, તેમાં રહેલી વરાળને સંતૃપ્તિમાં લાવી શકાય છે.

ઝાકળ બિંદુતે તાપમાન છે કે જેના પર હવામાં વરાળ સંતૃપ્ત થાય છે. જ્યારે ઝાકળ બિંદુ હવામાં અથવા પદાર્થો પર પહોંચે છે જેની સાથે તે સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે પાણીની વરાળ ઘટ્ટ થવા લાગે છે. હવાની ભેજ નક્કી કરવા માટે, હાઇગ્રોમીટર અને સાયક્રોમીટર નામના સાધનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પદાર્થની રચના વિશેના પરમાણુ-ગતિશીલ વિચારો પ્રવાહી, વાયુઓ અને ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મોની વિવિધતાને સમજાવે છે. પદાર્થના કણો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ છે - તેઓ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળોનો ઉપયોગ કરીને એકબીજાને આકર્ષે છે અને ભગાડે છે. પરમાણુઓ વચ્ચેના ખૂબ મોટા અંતર પર આ દળો નહિવત્ છે.

પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો

પરંતુ જો કણો વચ્ચેનું અંતર ઘટે તો ચિત્ર બદલાય છે. તટસ્થ પરમાણુઓ પોતાને અવકાશમાં દિશા આપવાનું શરૂ કરે છે જેથી તેમની એકબીજા સામેની સપાટીઓ વિરુદ્ધ ચિહ્નના ચાર્જ થવાનું શરૂ કરે છે અને તેમની વચ્ચે આકર્ષક દળો કાર્ય કરવાનું શરૂ કરે છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે પરમાણુઓના કેન્દ્રો વચ્ચેનું અંતર તેમની ત્રિજ્યાના સરવાળા કરતા વધારે હોય છે.

જો તમે પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટાડવાનું ચાલુ રાખો છો, તો તે સમાન ચાર્જ થયેલા ઇલેક્ટ્રોન શેલ્સની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે તેને ભગાડવાનું શરૂ કરે છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા પરમાણુઓની ત્રિજ્યાનો સરવાળો કણોના કેન્દ્રો વચ્ચેના અંતર કરતા વધારે હોય છે.

એટલે કે, મોટા આંતર-પરમાણુ અંતર પર આકર્ષણ પ્રબળ હોય છે, અને નજીકના અંતરે, પ્રતિકૂળતા પ્રબળ હોય છે. પરંતુ જ્યારે કણો સ્થિર સંતુલન સ્થિતિમાં હોય ત્યારે તેમની વચ્ચે ચોક્કસ અંતર હોય છે (આકર્ષક દળો પ્રતિકૂળ દળો સમાન હોય છે). આ સ્થિતિમાં અણુઓમાં ન્યૂનતમ સંભવિત ઊર્જા હોય છે. પરમાણુઓમાં ગતિ ઊર્જા પણ હોય છે, કારણ કે તેઓ સતત ગતિમાં હોય છે.

આમ, કણો વચ્ચેના ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બોન્ડની મજબૂતાઈ દ્રવ્યની ત્રણ અવસ્થાઓને અલગ પાડે છે: ઘન, વાયુ અને પ્રવાહી, અને તેમના ગુણધર્મો સમજાવે છે.

ચાલો ઉદાહરણ તરીકે પાણી લઈએ. પાણીના કણોનું કદ, આકાર અને રાસાયણિક રચના એ જ રહે છે, પછી ભલે તે નક્કર (બરફ) હોય કે ગેસ (વરાળ) હોય. પરંતુ આ કણો જે રીતે ખસેડે છે અને સ્થિત છે તે દરેક રાજ્ય માટે અલગ છે.

ઘન

ઘન તેમની રચના જાળવી રાખે છે અને બળ વડે તિરાડ અથવા તોડી શકાય છે. તમે ટેબલમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી કારણ કે તમે અને ટેબલ બંને નક્કર છે. ઘન કણોમાં દ્રવ્યની ત્રણ પરંપરાગત અવસ્થાઓમાંથી ઓછામાં ઓછી ઉર્જા હોય છે. કણો તેમની વચ્ચે બહુ ઓછી જગ્યા સાથે ચોક્કસ માળખાકીય ક્રમમાં ગોઠવાયેલા છે.

તેઓ સંતુલનમાં એકસાથે રાખવામાં આવે છે અને માત્ર કરી શકે છે વાઇબ્રેટનિશ્ચિત સ્થિતિની આસપાસ. આ સંદર્ભે, ઘન પદાર્થો ધરાવે છે ઉચ્ચ ઘનતાઅને નિશ્ચિત આકાર અને વોલ્યુમ.જો તમે ટેબલને થોડા દિવસો માટે એકલા છોડી દો, તો તે વિસ્તરશે નહીં અને આખા ફ્લોર પર લાકડાનું પાતળું પડ રૂમને ભરશે નહીં!

પ્રવાહી

ઘન કણોની જેમ, પ્રવાહીમાંના કણો એકસાથે બંધ હોય છે, પરંતુ અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે. ઘન પદાર્થોથી વિપરીત, વ્યક્તિ પ્રવાહીમાંથી પસાર થઈ શકે છે, આ કણો વચ્ચેના આકર્ષણના બળના નબળા થવાને કારણે છે. પ્રવાહીમાં, કણો એકબીજાની તુલનામાં આગળ વધી શકે છે.

પ્રવાહીમાં નિશ્ચિત વોલ્યુમ હોય છે, પરંતુ તેનો આકાર નિશ્ચિત હોતો નથી. તેઓ કરશે ગુરુત્વાકર્ષણ દળોના પ્રભાવ હેઠળ પ્રવાહ. પરંતુ કેટલાક પ્રવાહી અન્ય કરતા વધુ ચીકણા હોય છે. ચીકણું પ્રવાહી અણુઓ વચ્ચે વધુ મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ધરાવે છે.

પ્રવાહી પરમાણુઓમાં ઘન કરતાં ઘણી વધુ ગતિ ઊર્જા (ગતિની ઊર્જા) હોય છે, પરંતુ ગેસ કરતાં ઘણી ઓછી હોય છે.

વાયુઓ

વાયુઓમાંના કણો ઘણા દૂર અને અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે. દ્રવ્યની આ સ્થિતિમાં સૌથી વધુ ગતિ ઊર્જા હોય છે, કારણ કે કણો વચ્ચે વ્યવહારીક રીતે કોઈ આકર્ષક દળો નથી.

ગેસના પરમાણુઓ બધી દિશામાં સતત ગતિમાં હોય છે (પરંતુ માત્ર એક સીધી રેખામાં), એકબીજા સાથે અને જહાજની દિવાલો સાથે અથડાય છે જેમાં તેઓ સ્થિત છે - આનું કારણ બને છે. દબાણ

વાયુઓ તેના કદ અથવા આકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના કન્ટેનરના જથ્થાને સંપૂર્ણપણે ભરવા માટે વિસ્તરે છે - વાયુઓને નિશ્ચિત આકાર કે વોલ્યુમ હોતા નથી.

તમામ નિર્જીવ પદાર્થો કણોથી બનેલા છે જે અલગ રીતે વર્તે છે. વાયુયુક્ત, પ્રવાહી અને નક્કર શરીરની રચના તેની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. ઘન પદાર્થોમાંના કણો એકબીજાની ખૂબ નજીક હોવાને કારણે એકસાથે રાખવામાં આવે છે, જે તેમને ખૂબ જ મજબૂત બનાવે છે. વધુમાં, તેઓ ચોક્કસ આકાર જાળવી શકે છે, કારણ કે તેમના નાના કણો વ્યવહારીક રીતે ખસેડતા નથી, પરંતુ માત્ર વાઇબ્રેટ કરે છે. પ્રવાહીમાં પરમાણુઓ એકબીજાની એકદમ નજીક હોય છે, પરંતુ તેઓ મુક્તપણે ખસેડી શકે છે, તેથી તેમનો પોતાનો આકાર હોતો નથી. વાયુઓમાંના કણો ખૂબ જ ઝડપથી આગળ વધે છે અને સામાન્ય રીતે તેમની આસપાસ ઘણી જગ્યા હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ સરળતાથી સંકુચિત થઈ શકે છે.

ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મો અને માળખું

ઘન પદાર્થોની રચના અને માળખાકીય લક્ષણો શું છે? તેમાં કણોનો સમાવેશ થાય છે જે એકબીજાની ખૂબ નજીક સ્થિત છે. તેઓ ખસેડી શકતા નથી અને તેથી તેમનો આકાર સ્થિર રહે છે. ઘન ના ગુણધર્મો શું છે? તે સંકુચિત કરતું નથી, પરંતુ જો તે ગરમ થાય છે, તો વધતા તાપમાન સાથે તેનું પ્રમાણ વધશે. આવું એટલા માટે થાય છે કારણ કે કણો વાઇબ્રેટ અને હલનચલન કરવાનું શરૂ કરે છે, જેના કારણે ઘનતા ઘટી જાય છે.

ઘન પદાર્થોની એક વિશેષતા એ છે કે તેમનો આકાર સતત હોય છે. જ્યારે ઘન ગરમ થાય છે, ત્યારે કણોની હિલચાલ વધે છે. ઝડપી ગતિશીલ કણો વધુ હિંસક રીતે અથડાય છે, જેના કારણે દરેક કણો તેના પડોશીઓને દબાણ કરે છે. તેથી, તાપમાનમાં વધારો સામાન્ય રીતે શરીરની શક્તિમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.

ઘન પદાર્થોનું સ્ફટિક માળખું

ઘનનાં પડોશી અણુઓ વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના આંતરપરમાણુ બળો તેમને નિશ્ચિત સ્થિતિમાં રાખવા માટે એટલા મજબૂત હોય છે. જો આ સૌથી નાના કણો ખૂબ જ ક્રમબદ્ધ ગોઠવણીમાં હોય, તો આવી રચનાઓને સામાન્ય રીતે સ્ફટિકીય કહેવામાં આવે છે. કોઈ તત્વ અથવા સંયોજનના કણો (અણુઓ, આયનો, પરમાણુઓ) ના આંતરિક ક્રમના પ્રશ્નોને વિશિષ્ટ વિજ્ઞાન - ક્રિસ્ટલોગ્રાફી દ્વારા ઉકેલવામાં આવે છે.

સોલિડ્સ પણ ખાસ રસ ધરાવે છે. કણોની વર્તણૂક અને તે કેવી રીતે રચાયેલ છે તેનો અભ્યાસ કરીને, રસાયણશાસ્ત્રીઓ સમજાવી શકે છે અને આગાહી કરી શકે છે કે ચોક્કસ પ્રકારની સામગ્રી ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં કેવી રીતે વર્તે છે. ઘનનાં નાનામાં નાના કણો જાળીમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. આ કણોની કહેવાતી નિયમિત ગોઠવણી છે, જ્યાં તેમની વચ્ચેના વિવિધ રાસાયણિક બંધનો મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

નક્કર શરીરની રચનાની બેન્ડ થિયરી તેને અણુઓના સંગ્રહ તરીકે માને છે, જેમાંથી દરેક, બદલામાં, ન્યુક્લિયસ અને ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. સ્ફટિકીય બંધારણમાં, અણુઓના ન્યુક્લી સ્ફટિક જાળીના ગાંઠોમાં સ્થિત છે, જે ચોક્કસ અવકાશી સામયિકતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

પ્રવાહીનું બંધારણ શું છે?

ઘન અને પ્રવાહીનું માળખું સમાન છે કે જે કણોમાંથી તેઓ બનેલા છે તે નજીકની શ્રેણીમાં સ્થિત છે. તફાવત એ છે કે પરમાણુઓ મુક્તપણે ફરે છે, કારણ કે તેમની વચ્ચેના આકર્ષણનું બળ નક્કર શરીર કરતાં ઘણું નબળું છે.

પ્રવાહીમાં કયા ગુણધર્મો છે? પ્રથમ પ્રવાહીતા છે, અને બીજું એ છે કે પ્રવાહી તે કન્ટેનરનો આકાર લેશે જેમાં તે મૂકવામાં આવે છે. જો તમે તેને ગરમ કરો છો, તો વોલ્યુમ વધશે. કણોની એકબીજાની નજીક હોવાને કારણે, પ્રવાહીને સંકુચિત કરી શકાતું નથી.

વાયુ પદાર્થોની રચના અને માળખું શું છે?

ગેસ કણો અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા છે, તેઓ એકબીજાથી એટલા દૂર છે કે તેમની વચ્ચે કોઈ આકર્ષક બળ ઊભી થઈ શકતું નથી. વાયુમાં કયા ગુણધર્મો હોય છે અને વાયુયુક્ત પદાર્થોનું બંધારણ શું છે? એક નિયમ તરીકે, ગેસ સમાનરૂપે સમગ્ર જગ્યાને ભરે છે જેમાં તે મૂકવામાં આવ્યું હતું. તે સરળતાથી સંકુચિત થાય છે. વધતા તાપમાન સાથે વાયુ શરીરના કણોની ગતિ વધે છે. તે જ સમયે, દબાણ પણ વધે છે.

વાયુયુક્ત, પ્રવાહી અને નક્કર શરીરની રચના આ પદાર્થોના નાનામાં નાના કણો વચ્ચેના વિવિધ અંતર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વાયુના કણો ઘન અથવા પ્રવાહી કણો કરતા ઘણા દૂર છે. હવામાં, ઉદાહરણ તરીકે, કણો વચ્ચેનું સરેરાશ અંતર દરેક કણના વ્યાસ કરતાં લગભગ દસ ગણું છે. આમ, પરમાણુઓનું પ્રમાણ કુલ જથ્થાના માત્ર 0.1% જેટલું જ કબજે કરે છે. બાકીની 99.9% જગ્યા ખાલી છે. તેનાથી વિપરીત, પ્રવાહી કણો કુલ પ્રવાહીના જથ્થાના લગભગ 70% ભરે છે.

દરેક ગેસ કણ બીજા કણ (ગેસ, પ્રવાહી અથવા ઘન) સાથે અથડાય ત્યાં સુધી સીધા માર્ગ પર મુક્તપણે આગળ વધે છે. કણો સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઝડપથી આગળ વધે છે, અને તેમાંથી બે અથડાયા પછી, તેઓ એકબીજાથી ઉછળીને એકલા તેમના માર્ગે આગળ વધે છે. આ અથડામણો દિશા અને ગતિ બદલે છે. ગેસ કણોના આ ગુણધર્મો વાયુઓને કોઈપણ આકાર અથવા વોલ્યુમ ભરવા માટે વિસ્તરણ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

રાજ્ય પરિવર્તન

વાયુયુક્ત, પ્રવાહી અને નક્કર શરીરની રચના બદલાઈ શકે છે જો તેઓ ચોક્કસ બાહ્ય પ્રભાવના સંપર્કમાં આવે. તેઓ અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, જેમ કે ગરમી અથવા ઠંડક દરમિયાન એકબીજાના અવસ્થામાં પણ પરિવર્તિત થઈ શકે છે.

• બાષ્પીભવન. પ્રવાહી પદાર્થોની રચના અને ગુણધર્મો તેમને અમુક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સંપૂર્ણપણે અલગ ભૌતિક સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે તમારી કારને રિફ્યુઅલ કરતી વખતે આકસ્મિક રીતે ગેસોલિન ફેંકી દો છો, તો તમે તેની તીવ્ર ગંધને ઝડપથી જોઈ શકો છો. આ કેવી રીતે થાય છે? કણો સમગ્ર પ્રવાહીમાં ફરે છે, છેવટે સપાટી પર પહોંચે છે. તેમની નિર્દેશિત ગતિ આ અણુઓને સપાટીની બહાર પ્રવાહીની ઉપરની જગ્યામાં લઈ જઈ શકે છે, પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ તેમને પાછું ખેંચી લેશે. બીજી બાજુ, જો કણ ખૂબ જ ઝડપથી આગળ વધે છે, તો તે નોંધપાત્ર અંતર દ્વારા અન્ય લોકોથી અલગ થઈ શકે છે. આમ, કણોની ગતિમાં વધારો સાથે, જે સામાન્ય રીતે ગરમ થાય ત્યારે થાય છે, બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા થાય છે, એટલે કે, પ્રવાહીનું ગેસમાં રૂપાંતર.

વિવિધ શારીરિક અવસ્થાઓમાં શરીરનું વર્તન

વાયુઓ, પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોની રચના મુખ્યત્વે એ હકીકતને કારણે છે કે આ તમામ પદાર્થોમાં અણુઓ, પરમાણુઓ અથવા આયનોનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ આ કણોનું વર્તન સંપૂર્ણપણે અલગ હોઈ શકે છે. ગેસના કણો એકબીજાથી અવ્યવસ્થિત રીતે અંતરે હોય છે, પ્રવાહી પરમાણુઓ એકબીજાની નજીક હોય છે, પરંતુ તેઓ ઘન જેટલા સખત રીતે રચાયેલા નથી. ગેસના કણો વાઇબ્રેટ થાય છે અને ઊંચી ઝડપે આગળ વધે છે. પ્રવાહીના અણુઓ અને પરમાણુઓ વાઇબ્રેટ કરે છે, ખસે છે અને એકબીજાની પાછળથી સરકી જાય છે. નક્કર શરીરના કણો પણ વાઇબ્રેટ કરી શકે છે, પરંતુ હલનચલન તેમની લાક્ષણિકતા નથી.

આંતરિક રચનાની સુવિધાઓ

પદાર્થની વર્તણૂકને સમજવા માટે, તમારે પહેલા તેની આંતરિક રચનાની વિશેષતાઓનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ. બલૂનમાં ગ્રેનાઈટ, ઓલિવ ઓઈલ અને હિલીયમ વચ્ચે શું આંતરિક તફાવત છે? પદાર્થની રચનાનું એક સરળ મોડેલ આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવામાં મદદ કરશે.

મોડેલ એ વાસ્તવિક પદાર્થ અથવા પદાર્થનું સરળ સંસ્કરણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, વાસ્તવિક બાંધકામ શરૂ થાય તે પહેલાં, આર્કિટેક્ટ્સ પ્રથમ બાંધકામ પ્રોજેક્ટનું મોડેલ બનાવે છે. આવા સરળ મોડેલમાં ચોક્કસ વર્ણન હોવું જરૂરી નથી, પરંતુ તે જ સમયે તે ચોક્કસ માળખું કેવું હશે તેનો અંદાજિત ખ્યાલ આપી શકે છે.

સરળ મોડેલો

વિજ્ઞાનમાં, જોકે, મોડેલો હંમેશા ભૌતિક શરીર નથી હોતા. છેલ્લી સદીમાં ભૌતિક વિશ્વ વિશે માનવ સમજમાં નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળ્યો છે. જો કે, મોટા ભાગનું સંચિત જ્ઞાન અને અનુભવ અત્યંત જટિલ ખ્યાલો પર આધારિત છે, જેમ કે ગાણિતિક, રાસાયણિક અને ભૌતિક સૂત્રો.

આ બધું સમજવા માટે, તમારે આ ચોક્કસ અને જટિલ વિજ્ઞાનમાં સારી રીતે વાકેફ હોવું જરૂરી છે. વૈજ્ઞાનિકોએ ભૌતિક ઘટનાઓની કલ્પના કરવા, સમજાવવા અને આગાહી કરવા માટે સરળ મોડેલો વિકસાવ્યા છે. આ બધું એ સમજને ખૂબ જ સરળ બનાવે છે કે શા માટે અમુક શરીર ચોક્કસ તાપમાને સતત આકાર અને વોલ્યુમ ધરાવે છે, જ્યારે અન્ય તેમને બદલી શકે છે, વગેરે.

તમામ પદાર્થ નાના કણોથી બનેલો છે. આ કણો સતત ગતિમાં હોય છે. ચળવળની માત્રા તાપમાન સાથે સંબંધિત છે. વધેલું તાપમાન ચળવળની ગતિમાં વધારો સૂચવે છે. વાયુ, પ્રવાહી અને નક્કર શરીરની રચના તેમના કણોની હિલચાલની સ્વતંત્રતા, તેમજ કણો એકબીજા તરફ કેટલી મજબૂત રીતે આકર્ષાય છે તેના દ્વારા અલગ પડે છે. શારીરિક તેની શારીરિક સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે. પાણીની વરાળ, પ્રવાહી પાણી અને બરફ સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, પરંતુ તેમના ભૌતિક ગુણધર્મો નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે.