স্ফুটনাঙ্ক এবং চাপ: কি, কিভাবে, সম্পর্ক, প্রভাব এবং বিস্তারিত তথ্য

এই নিবন্ধটি সম্পর্কে আলোচনা স্ফুটনাঙ্ক এবং চাপের মধ্যে সম্পর্ক. একটি ভুল ধারণা আমাদের মধ্যে রয়েছে যে স্ফুটনাঙ্ক শুধুমাত্র তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত। তবে প্রাথমিকভাবে এটি সেই চাপ যা ফুটন্ত হওয়ার জন্য দায়ী।

তরল ফুটন্ত শুরু হয় যখন তরলের বাষ্পের চাপ পরিবেষ্টিত বা পারিপার্শ্বিক চাপের মান স্পর্শ করতে শুরু করে। যে চাপে ফুটন্ত হয় তাকে স্যাচুরেশন চাপ বলে। ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে তরলের চাপ বাড়তে থাকে। আমরা এই নিবন্ধে এই সম্পর্ক সম্পর্কে আরও অধ্যয়ন করব।

আংশিক চাপ কি?

সহজ কথায় আংশিক চাপ একটি মিশ্রণের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট ধরনের তরল অণু দ্বারা প্রয়োগ করা চাপ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

এই চাপটি ঠিক একই চাপ যা তরল অণুগুলি অবশ্যই প্রয়োগ করত যদি এইগুলিই পুরো আয়তন দখল করে থাকে। আংশিক চাপ শব্দটি কার্যকর হয় যখন সিস্টেমে একাধিক ধরণের তরল অণু উপস্থিত থাকে।

বাষ্প চাপ কি?

বাষ্প চাপ হল তরল অণু দ্বারা প্রয়োগ করা চাপ যখন তারা বায়বীয় অণুতে পরিবর্তিত হতে চলেছে।

তাপমাত্রার সাথে বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায়। যখন পৃষ্ঠের বাষ্পের চাপ পরিবেষ্টিত চাপের সমান হয় তখন তরলের পৃষ্ঠটি ফুটতে শুরু করে। বায়ুমণ্ডল তরলের উপর কিছু চাপ প্রয়োগ করে, যখন বায়ুমণ্ডলীয় চাপের এই মানটি বাষ্পের চাপে পৌঁছায়, তখন ফুটন্ত শুরু হয়। 

কিভাবে চাপ ফুটন্ত পয়েন্ট প্রভাবিত করে?

চাপ, যেমন উপরে আলোচনা করা হয়েছে, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টরগুলির মধ্যে একটি যা যেকোনো তরলের স্ফুটনাঙ্ককে সরাসরি প্রভাবিত করে।

আশেপাশের জন্য, আশেপাশের চাপ খুব বেশি হলে, তরলকে পরিবেষ্টিত চাপের মান পৌঁছতে আরও সময় এবং আরও তাপ লাগবে এবং তাই তরলের স্ফুটনাঙ্ক বেশি হবে। যখন পরিবেষ্টিত চাপ কম থাকে তখন তরলটি শীঘ্রই পরিবেষ্টিত চাপের মান পৌঁছাবে। এই ক্ষেত্রে, উচ্চ চাপ সহ চারপাশের স্ফুটনাঙ্কের তুলনায় স্ফুটনাঙ্ক কম হবে।

স্ফুটনাঙ্ক এবং চাপ সম্পর্ক

চাপ কীভাবে স্ফুটনাঙ্কের মানকে প্রভাবিত করে সে সম্পর্কে এখন আমাদের স্পষ্ট দৃষ্টিভঙ্গি রয়েছে। স্ফুটনাঙ্ক প্রভাবিত প্রধান কারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ. (যদিও তাপমাত্রাও একটি সক্রিয় ভূমিকা পালন করে)

আমরা আমাদের আলোচনায় ফোকাস করব চাপ এবং স্ফুটনাঙ্কের মধ্যে সম্পর্ক কেবল. আসুন আমরা অনুমান করি যে তাপ স্থানান্তর হার স্থির। এইভাবে তরল অণুগুলি ধীরে ধীরে উত্তপ্ত হবে যার ফলে তাদের বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পাবে। বাষ্প পরিবেষ্টিত চাপ স্পর্শ করার সাথে সাথে তরল ফুটতে শুরু করবে।

স্ফুটনাঙ্ক এবং চাপ
ছবি: ফুটন্ত

চিত্র ক্রেডিট: ব্যবহারকারী:মার্কাস শোইসKochendes wasser02সিসি বাই-এসএ 3.0

স্ফুটনাঙ্ক এবং চাপ সমীকরণ

সমীকরণ যা মধ্যে সম্পর্ক টানে স্ফুটনাঙ্ক এবং চাপ সংখ্যাগতভাবে বলা হয় ক্লসিয়াস-ক্লেপিরন সমীকরণ।

ক্লসিয়াস-ক্লেপিরন সমীকরণটি নীচে দেওয়া হল-

GIF

স্ফুটনাঙ্ক চাপের সাথে বৃদ্ধি পায়?

যখন এবং যখন পরিবেষ্টনের চাপ বৃদ্ধি পায়, তখন স্ফুটনাঙ্কও বৃদ্ধি পায় তবে শুধুমাত্র গুরুত্বপূর্ণ বিন্দু পর্যন্ত।

এটি সেই বিন্দু যেখানে উভয় পর্যায়ের বৈশিষ্ট্য, অর্থাৎ তরল এবং গ্যাস পদার্থ দ্বারা প্রদর্শিত হয়। আমরা এই নিবন্ধের পরবর্তী বিভাগে সমালোচনামূলক পয়েন্ট সম্পর্কে আরও বিস্তারিত জানাব। এছাড়াও, আমরা এই নোট করতে পারেন সত্য যে ফুটন্ত ট্রিপল পয়েন্টে না পৌঁছানো পর্যন্ত চাপ কমে গেলে তরলের বিন্দু কমে যায়।

কীভাবে স্ফুটনাঙ্ক চাপের সাথে বৃদ্ধি পায়?

স্ফুটনাঙ্ককে তাপমাত্রার মান হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে যেখানে তরলের বাষ্প চাপ পরিবেষ্টিত চাপের সমান হয়। তাপমাত্রার এই মান পরিবেষ্টিত চাপের উপর নির্ভর করে।

পরিবেষ্টিত চাপ বেশি হলে, তরলের বাষ্পের চাপ মান পরিবেষ্টিত চাপে পৌঁছাতে আরও সময় লাগে। তাপের উৎস ক্রমাগত তরলে তাপ সরবরাহ করে তার চাপ বাড়াতে। বাইরের চাপ বেশি হলে ফুটানোর সময়ও বেশি হবে।

কিভাবে কম চাপে জল ফুটে?

কম চাপে, জল খুব অল্প সময়ের মধ্যে ফুটতে শুরু করে। এর কারণ হল পরিবেষ্টিত চাপের মান পৌঁছানোর জন্য বাষ্প চাপের জন্য প্রয়োজনীয় সময় কম।

একটি উল্লেখযোগ্য উদাহরণ হল পাহাড়ে খাবার খুব দ্রুত রান্না করা হয়। কারণ সমুদ্রপৃষ্ঠের চাপের তুলনায় পরিবেষ্টিত চাপ খুবই কম। সমুদ্রপৃষ্ঠে থাকলে তরল ফুটতে বেশি সময় নেয়। 

উচ্চ বা নিম্ন চাপে জল কি দ্রুত ফুটে?

এর প্রভাব সম্পর্কে আমরা কঠোরভাবে আলোচনা করেছি স্ফুটনাঙ্কের উপর চাপ. এটি আমাদের কাছে খুব স্পষ্ট করা হয়েছে যে কম চাপে জল দ্রুত ফুটতে শুরু করবে।

কারণটি উপরে আলোচনার মতোই। অর্থাৎ, পরিবেষ্টিত চাপের মান পৌঁছাতে বাষ্প চাপের জন্য প্রয়োজনীয় সময় কম। যখন বাষ্পের চাপ পরিবেষ্টিত চাপের মান পৌঁছায় তখন জল ফুটতে শুরু করে।

স্ফুটনাঙ্ককে প্রভাবিত করার কারণগুলি

স্ফুটনাঙ্ককে কী প্রভাবিত করে সে সম্পর্কে আমরা অনেক কিছু আলোচনা করেছি। আসুন এই কারণগুলির উপর আরও বিশদ দৃষ্টিভঙ্গি পান।

স্ফুটনাঙ্ককে প্রভাবিত করার কারণগুলি নীচে দেওয়া হল-

  • তাপমাত্রা- তরলের বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি বা হ্রাস করার জন্য তাপমাত্রা দায়ী। তাপমাত্রা বেশি হলে বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায় এবং একইভাবে, যখন চাপ কম থাকে, তখন বাষ্পের চাপ কমে যায়।
  • বাষ্প চাপ- যখন বাষ্পের চাপ পরিবেষ্টিত চাপের মান পৌঁছায়, তখন তরল ফুটতে শুরু করে। তরল যখন তার পর্যায় পরিবর্তন করতে থাকে তখন তার দ্বারা প্রবাহিত চাপকে বাষ্প পর্যায় বলে।  
  • বায়ুমণ্ডলীয় চাপ- নাম অনুসারে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হল বায়ুমণ্ডল দ্বারা প্রয়োগ করা চাপ। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক নির্ধারণে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বায়ুমণ্ডলের চাপ কম হলে স্ফুটনাঙ্কও কম হবে এবং অন্যদিকে বায়ুমণ্ডলের চাপ বেশি হলে স্ফুটনাঙ্ক বেশি হবে।

সমালোচনামূলক পয়েন্ট কি?

সহজ কথায়, একটি পদার্থের ক্রিটিকাল পয়েন্ট হল সেই বিন্দু যেখানে তরলের বৈশিষ্ট্য যেমন ঘনত্ব, তাপমাত্রা, চাপ ইত্যাদি তার নিজস্ব গ্যাসীয় অবস্থার সমান।

এটি একটি ভারসাম্য অবস্থা হিসাবে বলা যেতে পারে যেখানে পদার্থটি তরল এবং বায়বীয় উভয় পর্যায়ে বিদ্যমান। অণু একই সময়ে তরল এবং গ্যাস উভয়ের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।

ক্রিটিক্যাল পয়েন্টে কি হয়?

যখন তরলের তাপমাত্রা বাড়ানো হয়, তখন তরলের ঘনত্ব কমে যায় এবং একই সাথে গ্যাসের ঘনত্ব বাড়তে থাকে।

যখন তরল এবং গ্যাস উভয়ের ঘনত্ব সমান হয়ে যায়, তখন নির্দিষ্ট বিন্দুটিকে ক্রিটিক্যাল পয়েন্ট বলে। এখানে গ্যাস এবং তরল উভয় পর্যায়ের বৈশিষ্ট্য পদার্থ দ্বারা প্রদর্শিত হয়।