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अव्यक्त ताप भौतिकी

अव्यक्त ताप भौतिकी
अव्यक्त ताप भौतिकी

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Anonim

अव्यक्त ऊष्मा, किसी पदार्थ द्वारा अवशोषित या जारी की गई भौतिक अवस्था में परिवर्तन (चरण) जो उसके तापमान को बदले बिना होता है। एक ठोस या ठंड को पिघलाने से जुड़ी अव्यक्त गर्मी को संलयन की गर्मी कहा जाता है; तरल या वाष्प को वाष्पीकृत करने या वाष्प को संघनित करने के साथ जुड़े को वाष्पीकरण की ऊष्मा कहा जाता है। अव्यक्त गर्मी को आम तौर पर राज्य के परिवर्तन से गुजरने वाले पदार्थ के प्रति तिल या इकाई द्रव्यमान (जूल या कैलोरी की इकाइयों में) की मात्रा के रूप में व्यक्त किया जाता है।

उदाहरण के लिए, जब पानी का एक बर्तन उबलता रहता है, तो तापमान 100 ° C (212 ° F) पर रहता है जब तक कि अंतिम बूंद वाष्पीकृत नहीं हो जाती, क्योंकि तरल में डाली जा रही सभी ऊष्मा वाष्पीकरण की अव्यक्त गर्मी के रूप में अवशोषित हो जाती है और बाहर चली जाती है बचने के वाष्प अणु। इसी तरह, जब बर्फ पिघलती है, तो यह 0 ° C (32 ° F) पर रहता है, और संलयन की अव्यक्त गर्मी के साथ बनने वाला तरल पानी भी 0 ° C पर होता है। 0 ° C पर पानी के लिए संलयन की गर्मी लगभग 334 जूल (79.7 कैलोरी) प्रति ग्राम है, और 100 ° C पर वाष्पीकरण की गर्मी लगभग 2,230 जूल (533 कैलोरी) प्रति ग्राम है। क्योंकि वाष्पीकरण की गर्मी इतनी बड़ी है, भाप थर्मल ऊर्जा का एक बड़ा सौदा करता है जो कि संघनित होने पर निकलता है, जिससे पानी गर्मी इंजन के लिए एक उत्कृष्ट कार्यशील तरल बन जाता है।

किसी पदार्थ में परमाणुओं या अणुओं को एक साथ रखने वाली शक्तियों को दूर करने के लिए आवश्यक कार्य से अव्यक्त गर्मी उत्पन्न होती है। एक क्रिस्टलीय ठोस की नियमित संरचना को उसके व्यक्तिगत परमाणुओं के बीच आकर्षण की ताकतों द्वारा बनाए रखा जाता है, जो क्रिस्टल जाली में उनके औसत पदों के बारे में थोड़ा दोलन करते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, ये गतियां तब तक तेजी से हिंसक हो जाती हैं, जब तक कि पिघलने के बिंदु पर, आकर्षक ताकतें क्रिस्टल जाली की स्थिरता बनाए रखने के लिए पर्याप्त नहीं होती हैं। हालांकि, अतिरिक्त गर्मी (संलयन की अव्यक्त गर्मी) को और अधिक-अव्यवस्थित तरल अवस्था में संक्रमण को पूरा करने के लिए (निरंतर तापमान पर) जोड़ा जाना चाहिए, जिसमें व्यक्तिगत कणों को अब निश्चित जाली स्थितियों में नहीं रखा जाता है, लेकिन स्वतंत्र हैं तरल के माध्यम से जाने के लिए। एक तरल एक गैस से अलग होता है जिसमें कणों के बीच आकर्षण बल अभी भी एक लंबी दूरी के क्रम को बनाए रखने के लिए पर्याप्त है जो तरल को सामंजस्य के साथ समाप्त करता है। जैसे-जैसे तापमान में वृद्धि होती है, एक दूसरा संक्रमण बिंदु (क्वथनांक) पहुँच जाता है, जहाँ लंबी दूरी के क्रम वाष्प या गैस द्वारा व्याप्त बहुत अधिक मात्रा में कणों के मोटे तौर पर स्वतंत्र गतियों के सापेक्ष अस्थिर हो जाते हैं। एक बार फिर, अतिरिक्त गर्मी (वाष्पीकरण की अव्यक्त गर्मी) को तरल की लंबी दूरी के क्रम को तोड़ने और बड़े पैमाने पर अव्यवस्थित गैसीय अवस्था में संक्रमण को पूरा करने के लिए जोड़ा जाना चाहिए।

अव्यक्त ऊष्मा किसी एक पदार्थ के ठोस, तरल और वाष्प चरणों में परिवर्तन के अलावा अन्य प्रक्रियाओं से जुड़ी होती है। कई ठोस पदार्थ विभिन्न क्रिस्टलीय संशोधनों में मौजूद हैं, और इन के बीच के संक्रमणों में आम तौर पर अव्यक्त गर्मी का अवशोषण या विकास शामिल होता है। एक पदार्थ को दूसरे में भंग करने की प्रक्रिया में अक्सर गर्मी शामिल होती है; यदि समाधान प्रक्रिया एक सख्ती से शारीरिक परिवर्तन है, तो गर्मी एक अव्यक्त गर्मी है। कभी-कभी, हालांकि, प्रक्रिया एक रासायनिक परिवर्तन के साथ होती है, और गर्मी का हिस्सा रासायनिक प्रतिक्रिया से जुड़ा होता है। पिघलते हुए भी देखें।