પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ. રાજ્ય સંક્રમણો કેવી રીતે કરવામાં આવે છે

પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ

પદાર્થ- રાસાયણિક બોન્ડ દ્વારા અને ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં એકત્રીકરણની સ્થિતિમાંથી એકમાં એકબીજા સાથે જોડાયેલા કણોનો વાસ્તવિક-જીવન સમૂહ. કોઈપણ પદાર્થમાં ખૂબ મોટી સંખ્યામાં કણોનો સંગ્રહ હોય છે: અણુઓ, પરમાણુઓ, આયનો, જે એકબીજા સાથે સહયોગીઓમાં જોડાઈ શકે છે, જેને એગ્રીગેટ્સ અથવા ક્લસ્ટર પણ કહેવાય છે. સહયોગીઓમાં કણોના તાપમાન અને વર્તણૂક (કણોની પરસ્પર ગોઠવણી, તેમની સંખ્યા અને સહયોગીમાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, તેમજ અવકાશમાં સહયોગીઓનું વિતરણ અને એકબીજા સાથેની તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા) પર આધાર રાખીને, પદાર્થ બે મુખ્ય સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે. એકત્રીકરણ - સ્ફટિકીય (ઘન) અથવા વાયુયુક્ત,અને એકત્રીકરણની સંક્રમિત સ્થિતિમાં - આકારહીન (નક્કર), લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ, લિક્વિડ અને વરાળ.સોલિડ, લિક્વિડ-ક્રિસ્ટલ અને લિક્વિડ સ્ટેટસ ઓફ એગ્રીગેશન કન્ડેન્સ્ડ હોય છે, અને બાષ્પયુક્ત અને વાયુયુક્ત મજબૂત રીતે વિસર્જિત થાય છે.

તબક્કો- આ સજાતીય સૂક્ષ્મ પ્રદેશોનો સમૂહ છે, જે સમાન વ્યવસ્થિતતા અને કણોની સાંદ્રતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અને ઇન્ટરફેસ દ્વારા બંધાયેલા પદાર્થના મેક્રોસ્કોપિક વોલ્યુમમાં બંધ છે. આ સમજણમાં, તબક્કો માત્ર એવા પદાર્થો માટે જ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે જે સ્ફટિકીય અને વાયુ અવસ્થામાં હોય છે, કારણ કે તેઓ એકરૂપ એકંદર રાજ્યો છે.

મેટાફેઝ- આ વિજાતીય સૂક્ષ્મ પ્રદેશોનો સમૂહ છે જે કણોના ક્રમ અથવા તેમની સાંદ્રતામાં એકબીજાથી ભિન્ન છે અને ઇન્ટરફેસ દ્વારા બંધાયેલા પદાર્થના મેક્રોસ્કોપિક વોલ્યુમમાં બંધ છે. આ સમજણમાં, મેટાફેઝ માત્ર એવા પદાર્થો માટે લાક્ષણિકતા છે જે એકત્રીકરણની અસંગત સંક્રમણ અવસ્થામાં હોય છે. વિવિધ તબક્કાઓ અને મેટાફેસિસ એકબીજા સાથે ભળી શકે છે, એકત્રીકરણની એક સ્થિતિ બનાવે છે, અને પછી તેમની વચ્ચે કોઈ ઇન્ટરફેસ નથી.

સામાન્ય રીતે એકત્રીકરણની "મૂળભૂત" અને "સંક્રમણકારી" સ્થિતિના ખ્યાલને અલગ પાડશો નહીં. "એગ્રિગેટ સ્ટેટ", "ફેઝ" અને "મેસોફેસ" ની વિભાવનાઓનો વારંવાર સમાનાર્થી તરીકે ઉપયોગ થાય છે. પદાર્થોની સ્થિતિ માટે પાંચ સંભવિત એકંદર રાજ્યોને ધ્યાનમાં લેવાની સલાહ આપવામાં આવે છે: ઘન, પ્રવાહી સ્ફટિક, પ્રવાહી, વરાળ, વાયુ.એક તબક્કાના બીજા તબક્કામાં સંક્રમણને પ્રથમ અને બીજા ક્રમનું તબક્કો સંક્રમણ કહેવામાં આવે છે. પ્રથમ પ્રકારના તબક્કાના સંક્રમણો દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

ભૌતિક પરિમાણમાં અચાનક ફેરફાર જે પદાર્થની સ્થિતિનું વર્ણન કરે છે (વોલ્યુમ, ઘનતા, સ્નિગ્ધતા, વગેરે);

ચોક્કસ તાપમાન કે જેના પર આપેલ તબક્કામાં સંક્રમણ થાય છે

ચોક્કસ ગરમી કે જે આ સંક્રમણને લાક્ષણિકતા આપે છે, કારણ કે આંતરપરમાણુ બોન્ડ તોડી નાખો.

એકત્રીકરણની એક રાજ્યમાંથી બીજી એકત્રીકરણની સ્થિતિમાં સંક્રમણ દરમિયાન પ્રથમ પ્રકારના તબક્કાના સંક્રમણો જોવા મળે છે. જ્યારે એકત્રીકરણની એક જ સ્થિતિમાં કણોનો ક્રમ બદલાય છે ત્યારે બીજા પ્રકારના તબક્કાના સંક્રમણો જોવા મળે છે અને તેના દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

પદાર્થના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ધીમે ધીમે ફેરફાર;

બાહ્ય ક્ષેત્રોના ઢાળની ક્રિયા હેઠળ અથવા ચોક્કસ તાપમાને પદાર્થના કણોના ક્રમમાં ફેરફાર, જેને તબક્કા સંક્રમણ તાપમાન કહેવાય છે;

બીજા ક્રમના તબક્કાના સંક્રમણોની ગરમી શૂન્યની બરાબર અને નજીક છે.

પ્રથમ અને બીજા ક્રમના તબક્કાના સંક્રમણો વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે પ્રથમ પ્રકારના સંક્રમણો દરમિયાન, સૌ પ્રથમ, સિસ્ટમના કણોની ઊર્જા બદલાય છે, અને બીજા પ્રકારના સંક્રમણોના કિસ્સામાં, ક્રમમાં ફેરફાર થાય છે. સિસ્ટમના કણો.

પદાર્થનું ઘનમાંથી પ્રવાહી અવસ્થામાં સંક્રમણ કહેવાય છે પીગળવુંઅને તેના ગલનબિંદુ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પ્રવાહીમાંથી વરાળ અવસ્થામાં પદાર્થનું સંક્રમણ કહેવાય છે બાષ્પીભવનઅને ઉત્કલન બિંદુ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. નાના પરમાણુ વજન અને નબળા આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાવાળા કેટલાક પદાર્થો માટે, પ્રવાહી સ્થિતિને બાયપાસ કરીને, ઘન અવસ્થામાંથી બાષ્પ અવસ્થામાં સીધું સંક્રમણ શક્ય છે. આવા સંક્રમણ કહેવાય છે ઉત્કર્ષઆ બધી પ્રક્રિયાઓ વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધી શકે છે: પછી તેમને કહેવામાં આવે છે ઠંડું, ઘનીકરણ, ડિસબલિમેશન.

પદાર્થો કે જે ગલન અને ઉકળતા દરમિયાન વિઘટિત થતા નથી, તે તાપમાન અને દબાણના આધારે, એકત્રીકરણની ચારેય અવસ્થાઓમાં હોઈ શકે છે.

ઘન સ્થિતિ

પૂરતા પ્રમાણમાં નીચા તાપમાને, લગભગ તમામ પદાર્થો નક્કર સ્થિતિમાં હોય છે. આ સ્થિતિમાં, પદાર્થના કણો વચ્ચેનું અંતર કણોના કદ સાથે તુલનાત્મક છે, જે તેમની મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને ગતિ ઊર્જા પર તેમની સંભવિત ઊર્જાના નોંધપાત્ર વધારાની ખાતરી કરે છે. આ કણોની ગોઠવણીમાં આંતરિક ક્રમ તરફ દોરી જાય છે. તેથી, ઘન પદાર્થો તેમના પોતાના આકાર, યાંત્રિક શક્તિ, સતત વોલ્યુમ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (તેઓ વ્યવહારીક રીતે અસ્પષ્ટ છે). કણોના ક્રમની ડિગ્રીના આધારે, ઘન પદાર્થોને વિભાજિત કરવામાં આવે છે સ્ફટિકીય અને આકારહીન.

સ્ફટિકીય પદાર્થો બધા કણોની ગોઠવણીમાં ઓર્ડરની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સ્ફટિકીય પદાર્થોના ઘન તબક્કામાં કણોનો સમાવેશ થાય છે જે સજાતીય માળખું બનાવે છે, જે તમામ દિશામાં સમાન એકમ કોષની સખત પુનરાવર્તિતતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ક્રિસ્ટલનો પ્રાથમિક કોષ કણોની ગોઠવણીમાં ત્રિ-પરિમાણીય સામયિકતા દર્શાવે છે, એટલે કે. તેની સ્ફટિક જાળી. ક્રિસ્ટલ જાળીને કણોના પ્રકાર અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જે ક્રિસ્ટલ બનાવે છે અને તેમની વચ્ચેના આકર્ષક દળોની પ્રકૃતિ.

સ્થિતિઓ (તાપમાન, દબાણ) ના આધારે ઘણા સ્ફટિકીય પદાર્થોનું સ્ફટિક માળખું અલગ હોઈ શકે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે પોલીમોર્ફિઝમકાર્બનના જાણીતા પોલીમોર્ફિક ફેરફારો: ગ્રેફાઇટ, ફુલેરીન, હીરા, કાર્બાઇન.

આકારહીન (આકારહીન) પદાર્થો.આ સ્થિતિ પોલિમર માટે લાક્ષણિક છે. લાંબા અણુઓ અન્ય અણુઓ સાથે સરળતાથી વળે છે અને એકબીજા સાથે જોડાય છે, જે કણોની ગોઠવણીમાં અનિયમિતતા તરફ દોરી જાય છે.

આકારહીન કણો અને સ્ફટિકીય કણો વચ્ચેનો તફાવત:

આઇસોટ્રોપી - તમામ દિશામાં શરીર અથવા માધ્યમના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોની સમાનતા, એટલે કે. દિશાથી ગુણધર્મોની સ્વતંત્રતા;

કોઈ નિશ્ચિત ગલનબિંદુ નથી.

ગ્લાસ, ફ્યુઝ્ડ ક્વાર્ટઝ અને ઘણા પોલિમરમાં આકારહીન માળખું હોય છે. આકારહીન પદાર્થો સ્ફટિકીય પદાર્થો કરતા ઓછા સ્થિર હોય છે, અને તેથી કોઈપણ આકારહીન શરીર આખરે ઉર્જાથી વધુ સ્થિર સ્થિતિમાં જઈ શકે છે - એક સ્ફટિકીય.

પ્રવાહી સ્થિતિ

જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, કણોના થર્મલ સ્પંદનોની ઉર્જા વધે છે, અને દરેક પદાર્થ માટે એક તાપમાન હોય છે, જેમાંથી થર્મલ સ્પંદનોની ઊર્જા બોન્ડ એનર્જી કરતાં વધી જાય છે. કણો વિવિધ હલનચલન કરી શકે છે, એકબીજાની તુલનામાં સ્થળાંતર કરી શકે છે. તેઓ હજી પણ સંપર્કમાં રહે છે, જો કે કણોની સાચી ભૌમિતિક રચનાનું ઉલ્લંઘન થયું છે - પદાર્થ પ્રવાહી સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કણોની ગતિશીલતાને લીધે, પ્રવાહી સ્થિતિ બ્રાઉનિયન ગતિ, પ્રસરણ અને કણોની અસ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પ્રવાહીની મહત્વની મિલકત એ સ્નિગ્ધતા છે, જે આંતરસંબંધી દળોને દર્શાવે છે જે પ્રવાહીના મુક્ત પ્રવાહને અટકાવે છે.

પ્રવાહી પદાર્થોની વાયુ અને ઘન સ્થિતિ વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે. ગેસ કરતાં વધુ વ્યવસ્થિત માળખું, પરંતુ ઘન કરતાં ઓછું.

વરાળ અને વાયુયુક્ત અવસ્થાઓ

વરાળ-વાયુની સ્થિતિ સામાન્ય રીતે અલગ નથી.

ગેસ - આ એક અત્યંત દુર્લભ સજાતીય પ્રણાલી છે, જેમાં એકબીજાથી ઘણા દૂર વ્યક્તિગત અણુઓનો સમાવેશ થાય છે, જેને એક ગતિશીલ તબક્કા તરીકે ગણી શકાય.

વરાળ - આ એક અત્યંત વિસર્જિત અસંગત પ્રણાલી છે, જે પરમાણુઓ અને અસ્થિર નાના સહયોગીઓનું મિશ્રણ છે જેમાં આ અણુઓનો સમાવેશ થાય છે.

પરમાણુ ગતિ સિદ્ધાંત નીચેની ધારણાઓના આધારે આદર્શ ગેસના ગુણધર્મોને સમજાવે છે: અણુઓ સતત રેન્ડમ ગતિ કરે છે; આંતરપરમાણુ અંતરની તુલનામાં ગેસના અણુઓનું પ્રમાણ નહિવત છે; ગેસના અણુઓ વચ્ચે કોઈ આકર્ષક અથવા પ્રતિકૂળ દળો નથી; ગેસના અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા તેના સંપૂર્ણ તાપમાનના પ્રમાણસર હોય છે. આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળોની તુચ્છતા અને વિશાળ મુક્ત જથ્થાની હાજરીને લીધે, વાયુઓ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: થર્મલ ગતિ અને પરમાણુ પ્રસારનો ઊંચો દર, પરમાણુઓની શક્ય તેટલું વોલ્યુમ કબજે કરવાની ઇચ્છા, તેમજ ઉચ્ચ સંકોચનક્ષમતા

એક અલગ ગેસ-ફેઝ સિસ્ટમ ચાર પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: દબાણ, તાપમાન, વોલ્યુમ, પદાર્થની માત્રા. આ પરિમાણો વચ્ચેનો સંબંધ આદર્શ ગેસ માટે રાજ્યના સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:

R = 8.31 kJ/mol એ સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક છે.

એકંદર રાજ્યો. પ્રવાહી. થર્મોડાયનેમિક્સમાં તબક્કાઓ. તબક્કો સંક્રમણો.

વ્યાખ્યાન 1.16

બધા પદાર્થો એકત્રીકરણની ત્રણ અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે - ઘન, પ્રવાહીઅને વાયુયુક્ત. તેમની વચ્ચેના સંક્રમણો અસંખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મો (ઘનતા, થર્મલ વાહકતા, વગેરે) માં અચાનક ફેરફાર સાથે છે.

એકત્રીકરણની સ્થિતિ ભૌતિક પરિસ્થિતિઓ પર આધાર રાખે છે જેમાં પદાર્થ સ્થિત છે. પદાર્થમાં એકત્રીકરણની અનેક અવસ્થાઓનું અસ્તિત્વ તેના પરમાણુઓ (અણુઓ)ની થર્મલ ગતિમાં અને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં તફાવતને કારણે છે.

ગેસ- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ જેમાં કણો બંધાયેલા નથી અથવા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો દ્વારા ખૂબ નબળા રીતે બંધાયેલા નથી; તેના કણો (પરમાણુઓ, અણુઓ) ની થર્મલ ગતિની ગતિ ઊર્જા તેમની વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સંભવિત ઊર્જાને નોંધપાત્ર રીતે ઓળંગે છે, તેથી કણો લગભગ મુક્તપણે ફરે છે, જે જહાજમાં તેઓ સ્થિત છે તેને સંપૂર્ણપણે ભરી દે છે અને તેનો આકાર લે છે. વાયુ અવસ્થામાં, દ્રવ્યને ન તો તેનું પોતાનું વોલ્યુમ હોય છે કે ન તો તેનો પોતાનો આકાર. દબાણ અને તાપમાનમાં ફેરફાર કરીને કોઈપણ પદાર્થને વાયુની સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.

પ્રવાહી- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, ઘન અને વાયુ વચ્ચેનું મધ્યવર્તી. તે કણોની ઉચ્ચ ગતિશીલતા અને તેમની વચ્ચે નાની ખાલી જગ્યા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આનાથી પ્રવાહી તેમના જથ્થાને જાળવી રાખે છે અને જહાજનો આકાર લે છે. પ્રવાહીમાં, પરમાણુઓ એકબીજાની ખૂબ નજીક હોય છે. તેથી, પ્રવાહીની ઘનતા વાયુઓની ઘનતા (સામાન્ય દબાણ પર) કરતાં ઘણી વધારે હોય છે. લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ્સના અપવાદ સિવાય તમામ દિશામાં પ્રવાહીના ગુણધર્મો સમાન (આઇસોટ્રોપિક) હોય છે. જ્યારે ગરમ થાય છે અથવા ઘનતામાં ઘટાડો થાય છે, ત્યારે પ્રવાહીના ગુણધર્મો, થર્મલ વાહકતા, સ્નિગ્ધતા, નિયમ પ્રમાણે, વાયુઓના ગુણધર્મો સાથે સંપાતની દિશામાં બદલાય છે.

પ્રવાહી પરમાણુઓની થર્મલ ગતિમાં સામૂહિક ઓસીલેટરી ગતિના સંયોજનનો સમાવેશ થાય છે અને અણુઓના એક સંતુલન સ્થિતિમાંથી બીજી તરફના પ્રસંગોપાત કૂદકાનો સમાવેશ થાય છે.

નક્કર (સ્ફટિકીય) શરીર- પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ, સ્વરૂપની સ્થિરતા અને અણુઓની થર્મલ ગતિની પ્રકૃતિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ ચળવળ એ અણુઓ (અથવા આયનો) ના સ્પંદનો છે જે ઘન શરીર બનાવે છે. સ્પંદન કંપનવિસ્તાર સામાન્ય રીતે આંતરપરમાણુ અંતરની તુલનામાં નાનું હોય છે.

પ્રવાહીના ગુણધર્મો.

પ્રવાહી સ્થિતિમાં પદાર્થના પરમાણુઓ લગભગ એકબીજાની નજીક સ્થિત હોય છે. ઘન સ્ફટિકીય પદાર્થોથી વિપરીત, જેમાં પરમાણુઓ ક્રિસ્ટલના સમગ્ર જથ્થામાં ક્રમબદ્ધ રચનાઓ બનાવે છે અને નિશ્ચિત કેન્દ્રોની આસપાસ થર્મલ સ્પંદનો કરી શકે છે, પ્રવાહી પરમાણુઓમાં વધુ સ્વતંત્રતા હોય છે. પ્રવાહીના દરેક પરમાણુ, તેમજ નક્કર શરીરમાં, પડોશી અણુઓ દ્વારા બધી બાજુઓ પર "ક્લેમ્પ્ડ" હોય છે અને ચોક્કસ સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ થર્મલ સ્પંદનો કરે છે. જો કે, સમય સમય પર કોઈપણ પરમાણુ નજીકની ખાલી જગ્યામાં જઈ શકે છે. પ્રવાહીમાં આવા કૂદકા ઘણી વાર થાય છે; તેથી, અણુઓ સ્ફટિકોની જેમ અમુક કેન્દ્રો સાથે જોડાયેલા નથી અને પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થામાં ખસેડી શકે છે. આ પ્રવાહીની પ્રવાહીતા સમજાવે છે. નજીકના અંતરે આવેલા પરમાણુઓ વચ્ચેની મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે, તેઓ સ્થાનિક (અસ્થિર) ક્રમબદ્ધ જૂથો બનાવી શકે છે જેમાં ઘણા અણુઓ હોય છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે ટૂંકા અંતરનો ઓર્ડર.

પરમાણુઓના ગાઢ પેકિંગને લીધે, પ્રવાહીની સંકોચનક્ષમતા, એટલે કે, દબાણમાં ફેરફાર સાથે વોલ્યુમમાં ફેરફાર, ખૂબ જ નાનો છે; તે વાયુઓ કરતાં દસ અને હજારો ગણું ઓછું છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાણીના જથ્થાને 1% દ્વારા બદલવા માટે, તમારે લગભગ 200 વખત દબાણ વધારવાની જરૂર છે. વાતાવરણીય દબાણની તુલનામાં દબાણમાં આવો વધારો લગભગ 2 કિમીની ઊંડાઈએ પ્રાપ્ત થાય છે.

પ્રવાહી, ઘન પદાર્થોની જેમ, તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે તેમના વોલ્યુમમાં ફેરફાર કરે છે. બહુ મોટી તાપમાન શ્રેણી માટે, સંબંધિત વોલ્યુમ ફેરફાર Δ વી / વી 0 એ તાપમાન ફેરફાર Δ માટે પ્રમાણસર છે ટી:

ગુણાંક β કહેવાય છે તાપમાન વિસ્તરણ ગુણાંક. પ્રવાહી માટેનો આ ગુણાંક ઘન પદાર્થો કરતાં દસ ગણો વધારે છે. પાણી માટે, ઉદાહરણ તરીકે, ≈ 2 10 -4 K -1 માં 20 ° С β ના તાપમાને, સ્ટીલ માટે - β st ≈ 3.6 10 -5 K -1, ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ માટે - β kv ≈ 9 10 - 6 K -1.

પાણીના થર્મલ વિસ્તરણમાં પૃથ્વી પરના જીવન માટે રસપ્રદ અને મહત્વપૂર્ણ વિસંગતતા છે. 4 °C થી નીચેના તાપમાને, પાણી ઘટતા તાપમાન સાથે વિસ્તરે છે (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

જ્યારે પાણી થીજી જાય છે, ત્યારે તે વિસ્તરે છે, તેથી બરફ પાણીના થીજી ગયેલા શરીરની સપાટી પર તરતો રહે છે. બરફ હેઠળ ઠંડું પાણીનું તાપમાન 0 ° સે છે. જળાશયના તળિયે નજીકના પાણીના ગીચ સ્તરોમાં, તાપમાન લગભગ 4 ° સે છે. આનો આભાર, થીજી ગયેલા જળાશયોના પાણીમાં જીવન અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે.

પ્રવાહીની સૌથી રસપ્રદ વિશેષતા એ હાજરી છે મુક્ત સપાટી. પ્રવાહી, વાયુઓથી વિપરીત, તે જહાજના સમગ્ર વોલ્યુમને ભરતું નથી જેમાં તે રેડવામાં આવે છે. પ્રવાહી અને ગેસ (અથવા વરાળ) વચ્ચે એક ઇન્ટરફેસ રચાય છે, જે પ્રવાહીના બાકીના જથ્થાની તુલનામાં વિશેષ સ્થિતિમાં હોય છે. પ્રવાહીના બાઉન્ડ્રી લેયરમાંના પરમાણુઓ, તેની ઊંડાઈમાં રહેલા પરમાણુઓથી વિપરીત, બધી બાજુઓથી સમાન પ્રવાહીના અન્ય અણુઓથી ઘેરાયેલા નથી. પડોશી અણુઓમાંથી પ્રવાહીની અંદરના પરમાણુઓમાંથી એક પર કામ કરતી આંતર-પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો, સરેરાશ, પરસ્પર વળતર આપે છે. બાઉન્ડ્રી લેયરમાં કોઈપણ પરમાણુ પ્રવાહીની અંદરના પરમાણુઓ દ્વારા આકર્ષાય છે (ગેસ (અથવા વરાળ) પરમાણુઓમાંથી પ્રવાહીના આપેલ પરમાણુ પર કાર્ય કરતા દળોને અવગણી શકાય છે). પરિણામે, અમુક પરિણામી બળ દેખાય છે, જે પ્રવાહીમાં ઊંડે સુધી નિર્દેશિત થાય છે. સપાટીના અણુઓ આંતરપરમાણુ આકર્ષણના દળો દ્વારા પ્રવાહીમાં દોરવામાં આવે છે. પરંતુ બાઉન્ડ્રી લેયર સહિત તમામ પરમાણુઓ સંતુલનની સ્થિતિમાં હોવા જોઈએ. સપાટીના સ્તરના અણુઓ અને પ્રવાહીની અંદરના તેમના નજીકના પડોશીઓ વચ્ચેના અંતરમાં થોડો ઘટાડો થવાને કારણે આ સંતુલન પ્રાપ્ત થાય છે. જ્યારે પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટે છે, ત્યારે પ્રતિકૂળ દળો ઉત્પન્ન થાય છે. જો પ્રવાહીની અંદરના પરમાણુઓ વચ્ચેનું સરેરાશ અંતર હોય આર 0 , પછી સપાટીના સ્તરના પરમાણુઓ કંઈક વધુ ગીચતાથી ભરેલા હોય છે, અને તેથી તેમની પાસે આંતરિક અણુઓની તુલનામાં સંભવિત ઊર્જાનો વધારાનો અનામત હોય છે. તે ધ્યાનમાં રાખવું જોઈએ કે, અત્યંત ઓછી સંકોચનક્ષમતાને લીધે, વધુ ગીચતાથી ભરેલા સપાટીના સ્તરની હાજરી પ્રવાહીના જથ્થામાં કોઈ નોંધપાત્ર ફેરફાર તરફ દોરી જતી નથી. જો પરમાણુ સપાટી પરથી પ્રવાહીમાં જાય છે, તો આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો હકારાત્મક કાર્ય કરશે. તેનાથી વિપરીત, કેટલાક પરમાણુઓને પ્રવાહીની ઊંડાઈથી સપાટી પર ખેંચવા માટે (એટલે ​​​​કે પ્રવાહીની સપાટીનો વિસ્તાર વધારવો), બાહ્ય દળોસારું કામ કરવું જોઈએ એબાહ્ય, ફેરફારના પ્રમાણસર Δ એસસપાટી વિસ્તાર:

ગુણાંક σ ને સપાટીના તાણનો ગુણાંક કહેવામાં આવે છે (σ > 0). આમ, સપાટીના તાણનો ગુણાંક એક એકમ દ્વારા સતત તાપમાને પ્રવાહીના સપાટીના વિસ્તારને વધારવા માટે જરૂરી કાર્ય સમાન છે.

SI માં, સપાટીના તણાવના ગુણાંકને જ્યુલ્સ દીઠ માપવામાં આવે છે મીટરચોરસ (J/m 2) અથવા ન્યૂટન પ્રતિ મીટરમાં (1 N/m \u003d 1 J/m 2).

પરિણામે, પ્રવાહીની સપાટીના સ્તરના પરમાણુઓ પ્રવાહીની અંદરના પરમાણુઓની તુલનામાં વધુ હોય છે. સંભવિત ઊર્જા. સંભવિત ઊર્જા ઇપ્રવાહી સપાટીનો p તેના વિસ્તારના પ્રમાણમાં છે: (1.16.1)

તે મિકેનિક્સ પરથી જાણીતું છે કે સિસ્ટમની સંતુલન સ્થિતિ તેની સંભવિત ઊર્જાના લઘુત્તમ મૂલ્યને અનુરૂપ છે. તે અનુસરે છે કે પ્રવાહીની મુક્ત સપાટી તેના વિસ્તારને ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે. આ કારણોસર, પ્રવાહીનું મુક્ત ટીપું ગોળાકાર આકાર લે છે. પ્રવાહી એવી રીતે વર્તે છે કે જાણે દળો તેની સપાટી પર સ્પર્શક રીતે કાર્ય કરી રહ્યા હોય, આ સપાટીને ઘટાડે છે (સંકુચિત કરે છે). આ દળો કહેવામાં આવે છે સપાટી તણાવ દળો.

સપાટીના તાણ દળોની હાજરી પ્રવાહી સપાટીને સ્થિતિસ્થાપક ખેંચાયેલી ફિલ્મ જેવી બનાવે છે, માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે ફિલ્મમાં સ્થિતિસ્થાપક દળો તેના સપાટીના વિસ્તાર પર આધાર રાખે છે (એટલે ​​​​કે, ફિલ્મ કેવી રીતે વિકૃત થાય છે તેના પર), અને સપાટીના તાણ બળો કરે છે. સપાટી વિસ્તારના પ્રવાહી પર આધાર રાખતા નથી.

સપાટીના તણાવ દળો ફિલ્મની સપાટીને ટૂંકી કરે છે. તેથી, અમે લખી શકીએ છીએ: (1.16.2)

આમ, સપાટીના તાણના ગુણાંક σ ને સપાટીના તાણ બળના મોડ્યુલસ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે જે સપાટીને બાંધે છે તે રેખાની એકમ લંબાઈ દીઠ કાર્ય કરે છે ( lઆ રેખાની લંબાઈ છે).

પ્રવાહીના ટીપાંમાં અને સાબુના પરપોટાની અંદર સપાટીના તાણની ક્રિયાને કારણે, વધારાનું દબાણ Δ પી. જો આપણે માનસિક રીતે ત્રિજ્યાના ગોળાકાર ડ્રોપને કાપીએ છીએ આરબે ભાગોમાં, પછી તેમાંથી દરેક 2π ની લંબાઈવાળા કટની સીમા પર લાગુ સપાટીના તણાવ દળોની ક્રિયા હેઠળ સમતુલામાં હોવા જોઈએ આરઅને વિસ્તાર π પર કામ કરતા અતિશય દબાણ દળો આર 2 વિભાગો (ફિગ.1.16.1). સંતુલન સ્થિતિ આ રીતે લખાયેલ છે

પ્રવાહી, ઘન અને વાયુ વચ્ચેની સીમાની નજીક, પ્રવાહીની મુક્ત સપાટીનો આકાર પ્રવાહી અણુઓ અને ઘન અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો પર આધાર રાખે છે (ગેસ (અથવા વરાળ) પરમાણુઓ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને અવગણી શકાય છે). જો આ દળો પ્રવાહીના અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો કરતા વધારે હોય, તો પ્રવાહી ભીનુંનક્કર શરીરની સપાટી. આ કિસ્સામાં, પ્રવાહી ઘન શરીરની સપાટી પર અમુક તીવ્ર કોણ θ પર પહોંચે છે, જે આપેલ પ્રવાહી-ઘન જોડીની લાક્ષણિકતા છે. કોણ θ કહેવાય છે સંપર્ક કોણ. જો પ્રવાહી અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો ઘન અણુઓ સાથેની તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો કરતાં વધી જાય, તો સંપર્ક કોણ θ સ્થૂળ (ફિગ. 1.16.2(2)) હોવાનું બહાર આવે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રવાહી કહેવામાં આવે છે ભીનું થતું નથીનક્કર શરીરની સપાટી. અન્યથા (કોણ - તીવ્ર) પ્રવાહી ભીનુંસપાટી (ફિગ.1.16.2(1)). મુ સંપૂર્ણ ભીનાશθ = 0, મુ સંપૂર્ણ બિન-ભીનાશθ = 180°.

કેશિલરી અસાધારણ ઘટનાનાના વ્યાસની નળીઓમાં પ્રવાહીનો વધારો અથવા ઘટાડો કહેવાય છે - રુધિરકેશિકાઓ. ભીનું પ્રવાહી રુધિરકેશિકાઓ દ્વારા વધે છે, ભીનાશ વગરના પ્રવાહી નીચે ઉતરે છે.

આકૃતિ 1.16.3 ચોક્કસ ત્રિજ્યાની કેશિલરી ટ્યુબ બતાવે છે આરઘનતા ρ ના ભીના પ્રવાહીમાં નીચલા છેડાથી નીચું. કેશિલરીનો ઉપરનો છેડો ખુલ્લો છે. રુધિરકેશિકામાં પ્રવાહીનો ઉદય ત્યાં સુધી ચાલુ રહે છે જ્યાં સુધી રુધિરકેશિકામાં પ્રવાહી સ્તંભ પર કાર્ય કરતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પરિણામી મૂલ્યના સંપૂર્ણ મૂલ્યમાં સમાન ન થાય. એફ n રુધિરકેશિકાની સપાટી સાથે પ્રવાહીના સંપર્કની સીમા સાથે કામ કરતી સપાટીના તણાવ દળો: એફ t = એફ n, ક્યાં એફ t = મિલિગ્રામ = ρ hπ આર 2 g, એફ n = σ2π આર cos θ.

આ સૂચવે છે:

સંપૂર્ણ ભીનાશ સાથે θ = 0, cos θ = 1. આ કિસ્સામાં

સંપૂર્ણ ભીનાશ સાથે, θ = 180°, cos θ = –1 અને તેથી, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

પાણી સ્વચ્છ કાચની સપાટીને લગભગ સંપૂર્ણપણે ભીની કરે છે. તેનાથી વિપરીત, પારો કાચની સપાટીને સંપૂર્ણપણે ભીની કરતું નથી. તેથી, કાચની રુધિરકેશિકામાં પારોનું સ્તર જહાજમાંના સ્તરથી નીચે આવે છે.

સૌથી વધુ વ્યાપક જ્ઞાન એ એકત્રીકરણની ત્રણ સ્થિતિઓ વિશે છે: પ્રવાહી, ઘન, વાયુયુક્ત, કેટલીકવાર તેઓ પ્લાઝ્મા વિશે વિચારે છે, ઓછી વાર પ્રવાહી સ્ફટિક. તાજેતરમાં, પ્રસિદ્ધ () સ્ટીફન ફ્રાયમાંથી લેવામાં આવેલ દ્રવ્યના 17 તબક્કાઓની સૂચિ, ઇન્ટરનેટ પર ફેલાયેલી છે. તેથી, અમે તેમના વિશે વધુ વિગતવાર વાત કરીશું, કારણ કે. બ્રહ્માંડમાં થઈ રહેલી પ્રક્રિયાઓને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે વ્યક્તિએ દ્રવ્ય વિશે થોડું વધુ જાણવું જોઈએ.

નીચે આપેલ દ્રવ્યની એકંદર અવસ્થાની યાદી સૌથી ઠંડા રાજ્યોમાંથી સૌથી ગરમ રાજ્યો સુધી વધે છે, વગેરે. ચાલુ રાખી શકાય છે. તે જ સમયે, તે સમજવું જોઈએ કે વાયુની સ્થિતિ (નં. 11), સૂચિની બંને બાજુએ, સૌથી વધુ "વિસ્તૃત", પદાર્થના સંકોચનની ડિગ્રી અને તેના દબાણ (આવા નીરિક્ષણ માટે કેટલાક આરક્ષણો સાથે) ક્વોન્ટમ, કિરણ અથવા નબળા સપ્રમાણ તરીકે અનુમાનિત અવસ્થાઓ) વધે છે. ટેક્સ્ટ પછી દ્રવ્યના તબક્કા સંક્રમણોનો વિઝ્યુઅલ ગ્રાફ આપવામાં આવે છે.

1. ક્વોન્ટમ- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, જ્યારે તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્ય સુધી ઘટી જાય ત્યારે પ્રાપ્ત થાય છે, જેના પરિણામે આંતરિક બંધનો અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને પદાર્થ ફ્રી ક્વાર્કમાં તૂટી જાય છે.

2. બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ- પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ, જે સંપૂર્ણ શૂન્ય (સંપૂર્ણ શૂન્યથી ઉપરની ડિગ્રીના એક મિલિયનમાં ભાગ કરતાં ઓછી) ની નજીકના તાપમાને ઠંડું કરાયેલા બોસોન્સ પર આધારિત છે. આવી મજબૂત ઠંડકની સ્થિતિમાં, પર્યાપ્ત મોટી સંખ્યામાં પરમાણુઓ તેમની ન્યૂનતમ સંભવિત ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં પોતાને શોધી કાઢે છે, અને ક્વોન્ટમ અસરો મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે પોતાને પ્રગટ કરવાનું શરૂ કરે છે. બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ (ઘણીવાર "બોસ કન્ડેન્સેટ" તરીકે ઓળખાય છે, અથવા ફક્ત "પાછળ") ત્યારે થાય છે જ્યારે તમે રાસાયણિક તત્વને અત્યંત નીચા તાપમાને ઠંડુ કરો છો (સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણ શૂન્યથી ઉપર, માઈનસ 273 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) , સૈદ્ધાંતિક તાપમાન છે. જે બધું જ ચાલવાનું બંધ કરે છે).
આ તે છે જ્યાં વિચિત્ર વસ્તુઓ થવાનું શરૂ થાય છે. સામાન્ય રીતે માત્ર અણુ સ્તરે જ અવલોકનક્ષમ પ્રક્રિયાઓ હવે નરી આંખે જોઈ શકાય તેટલા મોટા ભીંગડા પર થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે બીકરમાં "પાછળ" મૂકો છો અને ઇચ્છિત તાપમાન પ્રદાન કરો છો, તો પદાર્થ દિવાલ પર ક્રોલ કરવાનું શરૂ કરશે અને આખરે તેની જાતે બહાર નીકળી જશે.
દેખીતી રીતે, અહીં આપણે પદાર્થ દ્વારા તેની પોતાની ઉર્જા ઘટાડવાના નિરર્થક પ્રયાસ સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ (જે પહેલાથી જ તમામ સંભવિત સ્તરોમાં સૌથી નીચું છે).
ઠંડકના સાધનોનો ઉપયોગ કરીને અણુઓને ધીમું કરવાથી બોસ કન્ડેન્સેટ અથવા બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન તરીકે ઓળખાતી એકવચન ક્વોન્ટમ સ્થિતિ ઉત્પન્ન થાય છે. આ ઘટનાની આગાહી એ. આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા 1925 માં કરવામાં આવી હતી, એસ. બોઝના કાર્યના સામાન્યીકરણના પરિણામે, જ્યાં કણો માટે આંકડાકીય મિકેનિક્સ બનાવવામાં આવ્યું હતું, જેમાં દળ વિનાના ફોટોનથી લઈને દળ સાથેના અણુઓ (આઈન્સ્ટાઈનની હસ્તપ્રત, જે ખોવાઈ ગઈ હોવાનું માનવામાં આવતું હતું, 2005 માં લીડેન યુનિવર્સિટીની લાઇબ્રેરીમાં મળી હતી). બોઝ અને આઈન્સ્ટાઈનના પ્રયત્નોનું પરિણામ એ બોસ-આઈન્સ્ટાઈનના આંકડાઓનું પાલન કરતી ગેસની બોસ ખ્યાલ હતી, જે પૂર્ણાંક સ્પિન સાથે સમાન કણોના આંકડાકીય વિતરણનું વર્ણન કરે છે, જેને બોસોન કહેવાય છે. બોસોન્સ, જે, ઉદાહરણ તરીકે, બંને વ્યક્તિગત પ્રાથમિક કણો - ફોટોન અને સંપૂર્ણ અણુઓ, સમાન ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં એકબીજા સાથે હોઈ શકે છે. આઈન્સ્ટાઈને સૂચન કર્યું હતું કે અણુઓ - બોસોનને ખૂબ જ નીચા તાપમાને ઠંડક આપવાથી તેઓ સૌથી ઓછી શક્ય ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં જશે (અથવા, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઘનીકરણ). આવા ઘનીકરણનું પરિણામ એ પદાર્થના નવા સ્વરૂપનો ઉદભવ હશે.
આ સંક્રમણ નિર્ણાયક તાપમાનની નીચે થાય છે, જે સ્વતંત્રતાની કોઈપણ આંતરિક ડિગ્રી વિના બિન-પરસ્પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા કણો ધરાવતા એકરૂપ ત્રિ-પરિમાણીય ગેસ માટે છે.

3. ફર્મિઓનિક કન્ડેન્સેટ- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, બેકિંગ જેવી જ છે, પરંતુ રચનામાં ભિન્ન છે. જ્યારે નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીક પહોંચે છે, ત્યારે અણુઓ તેમના પોતાના કોણીય ગતિ (સ્પિન) ની તીવ્રતાના આધારે અલગ રીતે વર્તે છે. બોસોન્સમાં પૂર્ણાંક સ્પિન હોય છે, જ્યારે ફર્મિઓન્સમાં સ્પિન હોય છે જે 1/2 (1/2, 3/2, 5/2) ના ગુણાકાર હોય છે. ફર્મિઓન્સ પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંતનું પાલન કરે છે, જે જણાવે છે કે બે ફર્મિઓનની સમાન ક્વોન્ટમ સ્થિતિ હોઈ શકતી નથી. બોસોન માટે, આવી કોઈ પ્રતિબંધ નથી, અને તેથી તેઓને એક ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં અસ્તિત્વમાં રહેવાની તક મળે છે અને ત્યાંથી કહેવાતા બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ રચાય છે. આ કન્ડેન્સેટની રચનાની પ્રક્રિયા સુપરકન્ડક્ટીંગ સ્ટેટમાં સંક્રમણ માટે જવાબદાર છે.
ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન 1/2 ધરાવે છે અને તેથી તે ફર્મિઓન છે. તેઓ જોડીમાં જોડાય છે (કહેવાતા કૂપર જોડી), જે પછી બોસ કન્ડેન્સેટ બનાવે છે.
અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકોએ ઊંડા ઠંડક દ્વારા ફર્મિઓન અણુઓમાંથી એક પ્રકારનો પરમાણુ મેળવવાનો પ્રયાસ કર્યો. વાસ્તવિક પરમાણુઓથી તફાવત એ હતો કે અણુઓ વચ્ચે કોઈ રાસાયણિક બંધન નહોતું - તેઓ માત્ર એક સહસંબંધિત રીતે એકસાથે ફરતા હતા. અણુઓ વચ્ચેનું બંધન કૂપર જોડીમાંના ઇલેક્ટ્રોન કરતાં પણ વધુ મજબૂત હોવાનું બહાર આવ્યું છે. રચાયેલા ફર્મિઓનની જોડી માટે, કુલ સ્પિન હવે 1/2 નો ગુણાંક નથી, તેથી, તેઓ પહેલેથી જ બોસોન્સની જેમ વર્તે છે અને એક જ ક્વોન્ટમ સ્થિતિ સાથે બોસ કન્ડેન્સેટ બનાવી શકે છે. પ્રયોગ દરમિયાન, પોટેશિયમ-40 પરમાણુના ગેસને 300 નેનોકેલ્વિન્સમાં ઠંડુ કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે ગેસ કહેવાતા ઓપ્ટિકલ ટ્રેપમાં બંધ હતો. પછી બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું, જેની મદદથી અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિને બદલવી શક્ય હતી - મજબૂત પ્રતિકૂળતાને બદલે, મજબૂત આકર્ષણ જોવાનું શરૂ થયું. ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે, એવું મૂલ્ય શોધવાનું શક્ય હતું કે જેના પર અણુઓ ઇલેક્ટ્રોનની કૂપર જોડીની જેમ વર્તે છે. પ્રયોગના આગલા તબક્કે, વૈજ્ઞાનિકો ફર્મિઓનિક કન્ડેન્સેટ માટે સુપરકન્ડક્ટિવિટીની અસરો મેળવવાનો પ્રસ્તાવ મૂકે છે.

4. અતિપ્રવાહી પદાર્થ- એવી સ્થિતિ કે જેમાં પદાર્થમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ સ્નિગ્ધતા હોતી નથી, અને જ્યારે વહેતી હોય ત્યારે તે ઘન સપાટી સાથે ઘર્ષણનો અનુભવ કરતી નથી. આનું પરિણામ છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગુરુત્વાકર્ષણ સામે તેની દિવાલો સાથે જહાજમાંથી સુપરફ્લુઇડ હિલીયમના સંપૂર્ણ સ્વયંસ્ફુરિત "વિસર્પી" જેવી રસપ્રદ અસર. અલબત્ત, અહીં ઊર્જા સંરક્ષણના કાયદાનું ઉલ્લંઘન નથી. ઘર્ષણ દળોની ગેરહાજરીમાં, માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ દળો હિલીયમ પર કાર્ય કરે છે, હિલીયમ અને જહાજની દિવાલો અને હિલીયમ અણુઓ વચ્ચે આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો. તેથી, આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો અન્ય તમામ સંયુક્ત દળો કરતાં વધી જાય છે. પરિણામે, હિલીયમ શક્ય તેટલી બધી શક્ય સપાટીઓ પર ફેલાવવાનું વલણ ધરાવે છે, અને તેથી જહાજની દિવાલો સાથે "પ્રવાસ" કરે છે. 1938 માં, સોવિયેત વૈજ્ઞાનિક પ્યોત્ર કપિત્સાએ સાબિત કર્યું કે હિલીયમ અતિપ્રવાહી સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તે નોંધવું યોગ્ય છે કે હિલીયમના ઘણા અસામાન્ય ગુણધર્મો ઘણા સમયથી જાણીતા છે. જો કે, તાજેતરના વર્ષોમાં, આ રાસાયણિક તત્વ આપણને રસપ્રદ અને અણધારી અસરો સાથે "બગાડી" રહ્યું છે. તેથી, 2004 માં, યુનિવર્સિટી ઓફ પેન્સિલવેનિયાના મોસેસ ચાન અને યુન-સ્યોંગ કિમે એવો દાવો કરીને વૈજ્ઞાનિક જગતને આકર્ષિત કર્યું કે તેઓ હિલીયમની સંપૂર્ણ નવી સ્થિતિ મેળવવામાં સફળ થયા છે - એક અતિપ્રવાહી ઘન. આ સ્થિતિમાં, સ્ફટિક જાળીમાંના કેટલાક હિલીયમ અણુઓ અન્યની આસપાસ વહી શકે છે, અને હિલીયમ આમ પોતાના દ્વારા વહી શકે છે. "સુપરહાર્ડનેસ" ની અસરની સૈદ્ધાંતિક રીતે 1969 માં આગાહી કરવામાં આવી હતી. અને 2004 માં - જાણે પ્રાયોગિક પુષ્ટિ. જો કે, પાછળથી અને ખૂબ જ વિચિત્ર પ્રયોગો દર્શાવે છે કે બધું એટલું સરળ નથી, અને કદાચ ઘટનાનું આવા અર્થઘટન, જે અગાઉ ઘન હિલીયમની અતિપ્રવાહીતા માટે લેવામાં આવ્યું હતું, તે ખોટું છે.
યુ.એસ.એ.ની બ્રાઉન યુનિવર્સિટીના હમ્ફ્રે મેરિસના નેતૃત્વમાં વૈજ્ઞાનિકોનો પ્રયોગ સરળ અને ભવ્ય હતો. વિજ્ઞાનીઓએ એક ટેસ્ટ ટ્યુબને પ્રવાહી હિલીયમની બંધ ટાંકીમાં ઊંધી કરી દીધી. ટેસ્ટ ટ્યુબમાં અને ટાંકીમાં હિલીયમનો ભાગ એવી રીતે થીજી ગયો હતો કે ટેસ્ટ ટ્યુબની અંદર પ્રવાહી અને ઘન વચ્ચેની સીમા ટાંકીની તુલનામાં વધારે હતી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ટેસ્ટ ટ્યુબના ઉપરના ભાગમાં પ્રવાહી હિલીયમ અને નીચેના ભાગમાં નક્કર હિલીયમ હતું; તે ટાંકીના નક્કર તબક્કામાં સરળતાથી પસાર થઈ ગયું હતું, જેના પર થોડું પ્રવાહી હિલીયમ રેડવામાં આવ્યું હતું - પ્રવાહી સ્તર કરતાં ઓછું ટેસ્ટ ટ્યુબમાં. જો પ્રવાહી હિલીયમ ઘનમાંથી નીકળવાનું શરૂ કરે, તો સ્તરનો તફાવત ઘટશે, અને પછી આપણે ઘન સુપરફ્લુઇડ હિલીયમની વાત કરી શકીએ. અને સૈદ્ધાંતિક રીતે, 13 માંથી ત્રણ પ્રયોગોમાં, સ્તરનો તફાવત ઘટ્યો.

5. સુપરહાર્ડ મેટર- એકત્રીકરણની સ્થિતિ જેમાં પદાર્થ પારદર્શક હોય છે અને પ્રવાહીની જેમ "વહી" શકે છે, પરંતુ હકીકતમાં તે સ્નિગ્ધતાથી વંચિત છે. આવા પ્રવાહી ઘણા વર્ષોથી જાણીતા છે અને તેને સુપરફ્લુઇડ કહેવામાં આવે છે. હકીકત એ છે કે જો અતિશય પ્રવાહીને હલાવવામાં આવે છે, તો તે લગભગ કાયમ માટે ફરશે, જ્યારે સામાન્ય પ્રવાહી આખરે શાંત થઈ જશે. સંશોધકો દ્વારા હિલીયમ-4 અને હિલીયમ-3નો ઉપયોગ કરીને પ્રથમ બે સુપરફ્લુઈડ બનાવવામાં આવ્યા હતા. તેઓ લગભગ નિરપેક્ષ શૂન્ય - માઈનસ 273 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ઠંડું કરવામાં આવ્યા હતા. અને હિલીયમ -4 થી, અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો સુપરહાર્ડ બોડી મેળવવામાં સફળ થયા. તેઓએ સ્થિર હિલીયમને 60 થી વધુ વખત દબાણ દ્વારા સંકુચિત કર્યું, અને પછી પદાર્થથી ભરેલો કાચ ફરતી ડિસ્ક પર સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો. 0.175 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને, ડિસ્ક અચાનક વધુ મુક્તપણે ફરવા લાગી, જે વૈજ્ઞાનિકોના મતે સૂચવે છે કે હિલીયમ સુપરબોડી બની ગયું છે.

6. ઘન- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, ફોર્મની સ્થિરતા અને અણુઓની થર્મલ ગતિની પ્રકૃતિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ નાના સ્પંદનો બનાવે છે. ઘન પદાર્થોની સ્થિર સ્થિતિ સ્ફટિકીય છે. આયનીય, સહસંયોજક, ધાતુ અને અણુઓ વચ્ચેના અન્ય પ્રકારના બોન્ડ સાથે ઘન પદાર્થોને અલગ પાડો, જે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મોની વિવિધતા નક્કી કરે છે. ઘન પદાર્થોના વિદ્યુત અને કેટલાક અન્ય ગુણધર્મો મુખ્યત્વે તેના અણુઓના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનની ગતિની પ્રકૃતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેમના વિદ્યુત ગુણધર્મો અનુસાર, ઘન પદાર્થોને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, સેમિકન્ડક્ટર્સ અને ધાતુઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે; તેમના ચુંબકીય ગુણધર્મો અનુસાર, તેઓ ડાયમેગ્નેટ, પેરામેગ્નેટ અને ક્રમબદ્ધ ચુંબકીય માળખું ધરાવતા શરીરમાં વિભાજિત થાય છે. ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મોની તપાસ એક વિશાળ ક્ષેત્રમાં એક થઈ ગઈ છે - ઘન-સ્થિતિ ભૌતિકશાસ્ત્ર, જેનો વિકાસ ટેકનોલોજીની જરૂરિયાતો દ્વારા ઉત્તેજિત થઈ રહ્યો છે.

7. આકારહીન ઘન- અણુઓ અને પરમાણુઓની અવ્યવસ્થિત ગોઠવણીને કારણે ભૌતિક ગુણધર્મોના આઇસોટ્રોપી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ પદાર્થના એકત્રીકરણની સંક્ષિપ્ત સ્થિતિ. આકારહીન ઘન પદાર્થોમાં, અણુઓ અવ્યવસ્થિત રીતે સ્થિત બિંદુઓની આસપાસ વાઇબ્રેટ કરે છે. સ્ફટિકીય સ્થિતિથી વિપરીત, ઘન આકારહીનમાંથી પ્રવાહીમાં સંક્રમણ ધીમે ધીમે થાય છે. વિવિધ પદાર્થો આકારહીન સ્થિતિમાં છે: ચશ્મા, રેઝિન, પ્લાસ્ટિક, વગેરે.

8. લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ- આ પદાર્થના એકત્રીકરણની ચોક્કસ સ્થિતિ છે જેમાં તે એક સાથે ક્રિસ્ટલ અને પ્રવાહીના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. આપણે તરત જ એક આરક્ષણ કરવું જોઈએ કે તમામ પદાર્થો લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સ્થિતિમાં હોઈ શકતા નથી. જો કે, જટિલ પરમાણુઓ સાથેના કેટલાક કાર્બનિક પદાર્થો એકત્રીકરણની ચોક્કસ સ્થિતિ બનાવી શકે છે - લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ. આ સ્થિતિ ચોક્કસ પદાર્થોના સ્ફટિકોના ગલન દરમિયાન હાથ ધરવામાં આવે છે. જ્યારે તેઓ ઓગળે છે, ત્યારે પ્રવાહી-સ્ફટિકીય તબક્કો રચાય છે, જે સામાન્ય પ્રવાહીથી અલગ પડે છે. આ તબક્કો ક્રિસ્ટલના ગલન તાપમાનથી લઈને કેટલાક ઊંચા તાપમાન સુધીની શ્રેણીમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જ્યારે તેને ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સામાન્ય પ્રવાહીમાં પરિવર્તિત થાય છે.
લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ લિક્વિડ અને સામાન્ય ક્રિસ્ટલથી કેવી રીતે અલગ પડે છે અને તે કેવી રીતે સમાન છે? સામાન્ય પ્રવાહીની જેમ, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલમાં પ્રવાહીતા હોય છે અને તે એક જહાજનું સ્વરૂપ લે છે જેમાં તેને મૂકવામાં આવે છે. આમાં તે બધા માટે જાણીતા સ્ફટિકોથી અલગ છે. જો કે, આ ગુણધર્મ હોવા છતાં, જે તેને પ્રવાહી સાથે જોડે છે, તેમાં સ્ફટિકોની મિલકતની લાક્ષણિકતા છે. આ સ્ફટિકની રચના કરતા પરમાણુઓની અવકાશમાં ક્રમ છે. સાચું, આ ક્રમ સામાન્ય સ્ફટિકોની જેમ સંપૂર્ણ નથી, પરંતુ, તેમ છતાં, તે પ્રવાહી સ્ફટિકોના ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે, જે તેમને સામાન્ય પ્રવાહીથી અલગ પાડે છે. પ્રવાહી સ્ફટિક બનાવે છે તે પરમાણુઓનો અપૂર્ણ અવકાશી ક્રમ એ હકીકતમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે કે પ્રવાહી સ્ફટિકોમાં પરમાણુઓના ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રોની અવકાશી ગોઠવણીમાં કોઈ સંપૂર્ણ ક્રમ નથી, જો કે આંશિક ક્રમ હોઈ શકે છે. આનો અર્થ એ છે કે તેમની પાસે સખત સ્ફટિક જાળી નથી. તેથી, પ્રવાહી સ્ફટિકો, સામાન્ય પ્રવાહીની જેમ, પ્રવાહીતાની મિલકત ધરાવે છે.
લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ્સની ફરજિયાત મિલકત, જે તેમને સામાન્ય સ્ફટિકોની નજીક લાવે છે, તે પરમાણુઓના અવકાશી અભિગમમાં ઓર્ડરની હાજરી છે. ઓરિએન્ટેશનમાં આવો ક્રમ પોતાને પ્રગટ કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, એ હકીકતમાં કે લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સેમ્પલમાં પરમાણુઓની બધી લાંબી અક્ષો એ જ રીતે લક્ષી છે. આ પરમાણુઓ વિસ્તરેલ આકાર ધરાવતા હોવા જોઈએ. પરમાણુઓની અક્ષોના સરળ નામના ક્રમ ઉપરાંત, પ્રવાહી સ્ફટિકમાં પરમાણુઓનો વધુ જટિલ ઓરિએન્ટેશનલ ઓર્ડર સાકાર કરી શકાય છે.
મોલેક્યુલર અક્ષોના ક્રમના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, પ્રવાહી સ્ફટિકોને ત્રણ પ્રકારોમાં વહેંચવામાં આવે છે: નેમેટિક, સ્મેક્ટિક અને કોલેસ્ટેરિક.
લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ્સના ભૌતિકશાસ્ત્ર અને તેના ઉપયોગ પર સંશોધન હાલમાં વિશ્વના તમામ વિકસિત દેશોમાં વ્યાપક મોરચે હાથ ધરવામાં આવી રહ્યું છે. સ્થાનિક સંશોધન શૈક્ષણિક અને ઔદ્યોગિક સંશોધન સંસ્થાઓ બંનેમાં કેન્દ્રિત છે અને તેની લાંબી પરંપરા છે. વી.કે.ની કૃતિઓ. ફ્રેડરિક્સથી વી.એન. ત્સ્વેત્કોવા. તાજેતરના વર્ષોમાં, પ્રવાહી સ્ફટિકોના ઝડપી અભ્યાસમાં, રશિયન સંશોધકો પણ સામાન્ય રીતે પ્રવાહી સ્ફટિકોના સિદ્ધાંતના વિકાસમાં અને ખાસ કરીને, પ્રવાહી સ્ફટિકોના ઓપ્ટિક્સમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપે છે. તેથી, I.G ના કામો. ચિસ્ત્યાકોવા, એ.પી. Kapustina, S.A. બ્રાઝોવ્સ્કી, એસ.એ. પિકીના, એલ.એમ. બ્લિનોવ અને અન્ય ઘણા સોવિયેત સંશોધકો વૈજ્ઞાનિક સમુદાયમાં વ્યાપકપણે જાણીતા છે અને લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના અસંખ્ય અસરકારક તકનીકી કાર્યક્રમો માટે પાયા તરીકે સેવા આપે છે.
પ્રવાહી સ્ફટિકોનું અસ્તિત્વ ખૂબ લાંબા સમય પહેલા, એટલે કે 1888 માં, એટલે કે લગભગ એક સદી પહેલા સ્થાપિત થયું હતું. જો કે 1888 પહેલા વિજ્ઞાનીઓએ પદાર્થની આ સ્થિતિનો સામનો કર્યો હતો, તે સત્તાવાર રીતે પછીથી શોધી કાઢવામાં આવ્યું હતું.
લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ શોધનાર સૌપ્રથમ ઑસ્ટ્રિયન વનસ્પતિશાસ્ત્રી રેનિટ્ઝર હતા. તેમના દ્વારા સંશ્લેષિત નવા પદાર્થ કોલેસ્ટરિલ બેન્ઝોએટની તપાસ કરતાં, તેમણે જોયું કે 145 ° સે તાપમાને, આ પદાર્થના સ્ફટિકો ઓગળે છે, વાદળછાયું પ્રવાહી બનાવે છે જે પ્રકાશને મજબૂત રીતે ફેલાવે છે. સતત ગરમી સાથે, 179 ° સે તાપમાને પહોંચ્યા પછી, પ્રવાહી સ્પષ્ટ થઈ જાય છે, એટલે કે, તે પાણી જેવા સામાન્ય પ્રવાહીની જેમ ઓપ્ટીકલી વર્તે છે. કોલેસ્ટરિલ બેન્ઝોએટ અસ્વસ્થ તબક્કામાં અણધારી ગુણધર્મો દર્શાવે છે. ધ્રુવીકરણ સૂક્ષ્મદર્શક યંત્ર હેઠળ આ તબક્કાની તપાસ કરતાં, રેનિટ્ઝરને જાણવા મળ્યું કે તેમાં બાયફ્રિન્જન્સ છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રકાશનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, એટલે કે, આ તબક્કામાં પ્રકાશની ગતિ, ધ્રુવીકરણ પર આધારિત છે.

9. પ્રવાહી- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, નક્કર સ્થિતિ (વોલ્યુમનું સંરક્ષણ, ચોક્કસ તાણ શક્તિ) અને વાયુયુક્ત સ્થિતિ (આકારની પરિવર્તનક્ષમતા) ની લાક્ષણિકતાઓને જોડીને. પ્રવાહી એ કણો (પરમાણુઓ, અણુઓ) ની ગોઠવણીમાં ટૂંકા-શ્રેણીના ક્રમ અને પરમાણુઓની થર્મલ ગતિની ગતિ ઊર્જા અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સંભવિત ઊર્જામાં નાના તફાવત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પ્રવાહી પરમાણુઓની થર્મલ ગતિમાં સંતુલન સ્થિતિની આસપાસના ઓસિલેશનનો સમાવેશ થાય છે અને એક સંતુલન સ્થિતિમાંથી બીજી તરફ પ્રમાણમાં દુર્લભ કૂદકાનો સમાવેશ થાય છે, જે પ્રવાહીની પ્રવાહીતા સાથે સંકળાયેલ છે.

10. સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી(GFR) એ પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ છે, જેમાં પ્રવાહી અને ગેસના તબક્કાઓ વચ્ચેનો તફાવત અદૃશ્ય થઈ જાય છે. નિર્ણાયક બિંદુથી ઉપરના તાપમાન અને દબાણ પરનો કોઈપણ પદાર્થ સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી છે. સુપરક્રિટીકલ સ્થિતિમાં પદાર્થના ગુણધર્મો ગેસ અને પ્રવાહી તબક્કામાં તેના ગુણધર્મો વચ્ચે મધ્યવર્તી હોય છે. આમ, SCF ઊંચી ઘનતા ધરાવે છે, પ્રવાહીની નજીક અને ઓછી સ્નિગ્ધતા, વાયુઓની જેમ. આ કિસ્સામાં પ્રસરણ ગુણાંક પ્રવાહી અને ગેસ વચ્ચેનું મધ્યવર્તી મૂલ્ય ધરાવે છે. સુપરક્રિટીકલ સ્થિતિમાં રહેલા પદાર્થોનો પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં કાર્બનિક દ્રાવકોના વિકલ્પ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. સુપરક્રિટિકલ પાણી અને સુપરક્રિટિકલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ચોક્કસ ગુણધર્મોના સંબંધમાં સૌથી વધુ રસ અને વિતરણ મળ્યું છે.
સુપરક્રિટિકલ સ્ટેટના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોમાંની એક એ પદાર્થોને વિસર્જન કરવાની ક્ષમતા છે. પ્રવાહીના તાપમાન અથવા દબાણને બદલીને, વ્યક્તિ તેના ગુણધર્મોને વિશાળ શ્રેણીમાં બદલી શકે છે. આમ, પ્રવાહી મેળવવાનું શક્ય છે જેના ગુણધર્મો કાં તો પ્રવાહી અથવા ગેસની નજીક હોય. આમ, પ્રવાહીની ઓગળવાની શક્તિ વધતી ઘનતા (સતત તાપમાને) સાથે વધે છે. કારણ કે વધતા દબાણ સાથે ઘનતા વધે છે, દબાણમાં ફેરફાર પ્રવાહીની ઓગળવાની શક્તિને અસર કરી શકે છે (સતત તાપમાને). તાપમાનના કિસ્સામાં, પ્રવાહી ગુણધર્મોની અવલંબન થોડી વધુ જટિલ છે - સતત ઘનતા પર, પ્રવાહીની ઓગળવાની શક્તિ પણ વધે છે, પરંતુ નિર્ણાયક બિંદુની નજીક, તાપમાનમાં થોડો વધારો ઘનતામાં તીવ્ર ઘટાડો તરફ દોરી શકે છે, અને, તે મુજબ, ઓગળવાની શક્તિ. સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી એકબીજા સાથે અનિશ્ચિત રૂપે ભળે છે, તેથી જ્યારે મિશ્રણના નિર્ણાયક બિંદુએ પહોંચી જાય છે, ત્યારે સિસ્ટમ હંમેશા સિંગલ-ફેઝ હશે. દ્વિસંગી મિશ્રણના અંદાજિત નિર્ણાયક તાપમાનની ગણતરી પદાર્થોના નિર્ણાયક પરિમાણોના અંકગણિત સરેરાશ તરીકે કરી શકાય છે Tc(mix) = (A નો છછુંદર અપૂર્ણાંક) x TcA + (B નો છછુંદર અપૂર્ણાંક) x TcB.

11. વાયુયુક્ત- (ફ્રેન્ચ ગેઝ, ગ્રીક અરાજકતા - અરાજકતામાંથી), દ્રવ્યની એકંદર સ્થિતિ જેમાં તેના કણો (પરમાણુઓ, અણુઓ, આયનો) ની થર્મલ ગતિની ગતિ ઊર્જા તેમની વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સંભવિત ઊર્જા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી જાય છે, અને તેથી કણો. મુક્તપણે ખસેડો, બાહ્ય ક્ષેત્રોની ગેરહાજરીમાં સમાન રીતે ભરો, તેમને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ.

12. પ્લાઝમા- (ગ્રીક પ્લાઝ્મામાંથી - મોલ્ડેડ, આકારની), દ્રવ્યની સ્થિતિ, જે આયનાઇઝ્ડ ગેસ છે, જેમાં હકારાત્મક અને નકારાત્મક શુલ્કની સાંદ્રતા સમાન છે (અર્ધ-તટસ્થતા). બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યનો વિશાળ ભાગ પ્લાઝ્મા અવસ્થામાં છે: તારાઓ, આકાશગંગાની નિહારિકા અને તારાઓ વચ્ચેનું માધ્યમ. પૃથ્વીની નજીક, પ્લાઝ્મા સૌર પવન, મેગ્નેટોસ્ફિયર અને આયનોસ્ફિયરના રૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમના મિશ્રણમાંથી ઉચ્ચ-તાપમાન પ્લાઝ્મા (T ~ 106 - 108 K) ની તપાસ નિયંત્રિત થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝનને લાગુ કરવાના ઉદ્દેશ્ય સાથે કરવામાં આવી રહી છે. નીચા-તાપમાન પ્લાઝ્મા (T Ј 105K) નો ઉપયોગ વિવિધ ગેસ-ડિસ્ચાર્જ ઉપકરણો (ગેસ લેસર, આયન ઉપકરણો, MHD જનરેટર, પ્લાઝ્મા ટોર્ચ, પ્લાઝ્મા એન્જિન, વગેરે) તેમજ ટેકનોલોજીમાં થાય છે (જુઓ પ્લાઝમા ધાતુશાસ્ત્ર, પ્લાઝમા ડ્રિલિંગ, પ્લાઝ્મા ટેકનોલોજી).

13. ડીજનરેટ મેટર- પ્લાઝ્મા અને ન્યુટ્રોનિયમ વચ્ચેનો મધ્યવર્તી તબક્કો છે. તે સફેદ દ્વાર્ફમાં જોવા મળે છે અને તારાઓના ઉત્ક્રાંતિમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. જ્યારે અણુઓ અત્યંત ઊંચા તાપમાન અને દબાણની સ્થિતિમાં હોય છે, ત્યારે તેઓ તેમના ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે (તેઓ ઇલેક્ટ્રોન ગેસમાં જાય છે). બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, તેઓ સંપૂર્ણપણે ionized (પ્લાઝમા) છે. આવા ગેસ (પ્લાઝમા) નું દબાણ ઇલેક્ટ્રોન દબાણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જો ઘનતા ખૂબ ઊંચી હોય, તો બધા કણોને એકબીજાની નજીક જવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન ચોક્કસ ઊર્જા સાથે અવસ્થામાં હોઈ શકે છે, અને બે ઇલેક્ટ્રોન સમાન ઊર્જા ધરાવી શકતા નથી (સિવાય કે તેમની સ્પિન એકબીજાની વિરુદ્ધ હોય). આમ, ગાઢ ગેસમાં, તમામ નીચલા ઉર્જા સ્તરો ઇલેક્ટ્રોનથી ભરેલા હોય છે. આવા ગેસને ડીજનરેટ કહેવામાં આવે છે. આ સ્થિતિમાં, ઈલેક્ટ્રોન અધોગતિ પામેલ ઈલેક્ટ્રોન દબાણ દર્શાવે છે જે ગુરુત્વાકર્ષણ દળોનો વિરોધ કરે છે.

14. ન્યુટ્રોનિયમ- એકત્રીકરણની સ્થિતિ કે જેમાં પદાર્થ અતિ ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ પસાર થાય છે, જે હજુ સુધી પ્રયોગશાળામાં પ્રાપ્ય નથી, પરંતુ ન્યુટ્રોન તારાઓની અંદર અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ન્યુટ્રોન અવસ્થામાં સંક્રમણ દરમિયાન, પદાર્થના ઇલેક્ટ્રોન પ્રોટોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને ન્યુટ્રોનમાં ફેરવાય છે. પરિણામે, ન્યુટ્રોન અવસ્થામાં દ્રવ્ય સંપૂર્ણપણે ન્યુટ્રોનથી બનેલું હોય છે અને તેની ઘનતા પરમાણુના ક્રમની હોય છે. આ કિસ્સામાં પદાર્થનું તાપમાન ખૂબ ઊંચું ન હોવું જોઈએ (ઊર્જા સમકક્ષ, સો MeV કરતાં વધુ નહીં).
તાપમાનમાં મજબૂત વધારા સાથે (સેંકડો MeV અને તેથી વધુ), ન્યુટ્રોન અવસ્થામાં, વિવિધ મેસોન્સનો જન્મ અને નાશ થવાનું શરૂ થાય છે. તાપમાનમાં વધુ વધારા સાથે, અસંબંધિત થાય છે, અને પદાર્થ ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્માની સ્થિતિમાં જાય છે. તેમાં હવે હેડ્રોન નથી, પરંતુ સતત જન્મેલા અને અદૃશ્ય થતા ક્વાર્ક અને ગ્લુઓન છે.

15. કવાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્મા(ક્રોમોપ્લાઝમ) ઉચ્ચ-ઊર્જા ભૌતિકશાસ્ત્ર અને પ્રાથમિક કણ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ છે, જેમાં હેડ્રોનિક દ્રવ્ય સામાન્ય પ્લાઝ્મામાં ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો હોય તેવી સ્થિતિમાં સમાન સ્થિતિમાં પસાર થાય છે.
સામાન્ય રીતે હેડ્રોનમાં પદાર્થ કહેવાતા રંગહીન ("સફેદ") સ્થિતિમાં હોય છે. એટલે કે, વિવિધ રંગોના ક્વાર્ક એકબીજાને વળતર આપે છે. સમાન સ્થિતિ સામાન્ય પદાર્થમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે - જ્યારે તમામ અણુઓ વિદ્યુત રીતે તટસ્થ હોય છે, એટલે કે,
તેમાંના સકારાત્મક શુલ્કને નકારાત્મક દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે. ઊંચા તાપમાને, અણુઓનું આયનીકરણ થઈ શકે છે, જ્યારે ચાર્જ અલગ થઈ જાય છે, અને પદાર્થ બને છે, જેમ તેઓ કહે છે, "અર્ધ-તટસ્થ". એટલે કે, સમગ્ર દ્રવ્યનો સંપૂર્ણ વાદળ તટસ્થ રહે છે, અને તેના વ્યક્તિગત કણો તટસ્થ થવાનું બંધ કરે છે. સંભવતઃ, આ જ વસ્તુ હેડ્રોનિક દ્રવ્ય સાથે થઈ શકે છે - ખૂબ જ ઊંચી શક્તિ પર, રંગ પ્રકાશિત થાય છે અને પદાર્થને "અર્ધ-રંગહીન" બનાવે છે.
સંભવતઃ, બિગ બેંગ પછીની પ્રથમ ક્ષણોમાં બ્રહ્માંડની બાબત ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્માની સ્થિતિમાં હતી. હવે ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્મા ખૂબ જ ઊંચી ઉર્જાવાળા કણોની અથડામણમાં ટૂંકા સમય માટે બની શકે છે.
2005 માં બ્રુકહેવન નેશનલ લેબોરેટરી ખાતે આરએચઆઈસી એક્સિલરેટર પર ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્મા પ્રાયોગિક રીતે મેળવવામાં આવ્યું હતું. ફેબ્રુઆરી 2010માં ત્યાં 4 ટ્રિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસનું મહત્તમ પ્લાઝ્મા તાપમાન પ્રાપ્ત થયું હતું.

16. વિચિત્ર પદાર્થ- એકત્રીકરણની સ્થિતિ, જેમાં પદાર્થ ઘનતાના મર્યાદા મૂલ્યો સુધી સંકુચિત થાય છે, તે "ક્વાર્ક સૂપ" ના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આ રાજ્યમાં પદાર્થના એક ઘન સેન્ટીમીટરનું વજન અબજો ટન હશે; આ ઉપરાંત, તે કોઈપણ સામાન્ય પદાર્થ કે જેની સાથે તે સંપર્કમાં આવે છે તેને સમાન "વિચિત્ર" સ્વરૂપમાં ઊર્જાના નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં પ્રકાશન સાથે ફેરવશે.
તારાના મુખ્ય ભાગના પદાર્થના "વિચિત્ર પદાર્થ"માં રૂપાંતર દરમિયાન જે ઉર્જા મુક્ત થઈ શકે છે તે "ક્વાર્ક નોવા" ના અતિશય શક્તિશાળી વિસ્ફોટ તરફ દોરી જશે - અને, લેહી અને વાયડના જણાવ્યા મુજબ, તે ચોક્કસપણે હતું. આ વિસ્ફોટ જે ખગોળશાસ્ત્રીઓએ સપ્ટેમ્બર 2006માં જોયો હતો.
આ પદાર્થની રચનાની પ્રક્રિયા એક સામાન્ય સુપરનોવાથી શરૂ થઈ, જેમાં એક વિશાળ તારો ફેરવાયો. પ્રથમ વિસ્ફોટના પરિણામે, ન્યુટ્રોન સ્ટારની રચના થઈ. પરંતુ, લેહી અને વાયડના જણાવ્યા મુજબ, તે લાંબો સમય ટકી શક્યું ન હતું - કારણ કે તેનું પરિભ્રમણ તેના પોતાના ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ધીમી પડતું હોય તેવું લાગતું હતું, તે "વિચિત્ર સામગ્રી" ના ગંઠાઇ જવાની સાથે, વધુ સંકોચવા લાગ્યું હતું. સામાન્ય સુપરનોવા વિસ્ફોટ કરતાં પણ વધુ શક્તિશાળી, ઊર્જાનું પ્રકાશન - અને ભૂતપૂર્વ ન્યુટ્રોન તારાના પદાર્થના બાહ્ય સ્તરો, પ્રકાશની ઝડપની નજીકની ઝડપે આસપાસની જગ્યામાં ઉડતા.

17. મજબૂત સપ્રમાણ બાબત- આ એક પદાર્થ છે જે એટલી હદે સંકુચિત થાય છે કે તેની અંદરના માઇક્રોપાર્ટિકલ્સ એકબીજાની ઉપર સ્તરીય હોય છે, અને શરીર પોતે જ બ્લેક હોલમાં તૂટી જાય છે. "સપ્રમાણતા" શબ્દને નીચે પ્રમાણે સમજાવવામાં આવ્યો છે: ચાલો શાળાની બેન્ચમાંથી દરેક માટે જાણીતા પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ લઈએ - નક્કર, પ્રવાહી, વાયુ. નિશ્ચિતતા માટે, એક આદર્શ અનંત સ્ફટિકને ઘન તરીકે ધ્યાનમાં લો. તે અનુવાદના સંદર્ભમાં ચોક્કસ, કહેવાતી સ્વતંત્ર સમપ્રમાણતા ધરાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે જો સ્ફટિક જાળીને બે અણુઓ વચ્ચેના અંતરાલના સમાન અંતરથી સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, તો તેમાં કંઈપણ બદલાશે નહીં - સ્ફટિક પોતાની સાથે એકરુપ થશે. જો સ્ફટિક ઓગળવામાં આવે છે, તો પરિણામી પ્રવાહીની સપ્રમાણતા અલગ હશે: તે વધશે. સ્ફટિકમાં, માત્ર બિંદુઓ કે જે ચોક્કસ અંતરે એકબીજાથી દૂર હતા, ક્રિસ્ટલ જાળીના કહેવાતા ગાંઠો, જેમાં સમાન અણુઓ સ્થિત હતા, સમકક્ષ હતા.
પ્રવાહી તેના સમગ્ર જથ્થામાં એકરૂપ છે, તેના તમામ બિંદુઓ એકબીજાથી અભેદ્ય છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રવાહી કોઈપણ મનસ્વી અંતર દ્વારા વિસ્થાપિત થઈ શકે છે (અને માત્ર અમુક અલગ દ્વારા નહીં, જેમ કે સ્ફટિકમાં) અથવા કોઈપણ મનસ્વી ખૂણા દ્વારા ફેરવવામાં આવે છે (જે સ્ફટિકોમાં બિલકુલ કરી શકાતું નથી) અને તે પોતાની સાથે એકરુપ હશે. તેની સમપ્રમાણતાની ડિગ્રી વધારે છે. ગેસ હજી વધુ સપ્રમાણ છે: પ્રવાહી વાસણમાં ચોક્કસ વોલ્યુમ ધરાવે છે અને જહાજની અંદર અસમપ્રમાણતા છે, જ્યાં પ્રવાહી છે, અને જ્યાં તે નથી ત્યાં નિર્દેશ કરે છે. બીજી બાજુ, ગેસ તેને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ પર કબજો કરે છે, અને આ અર્થમાં તેના તમામ બિંદુઓ એકબીજાથી અસ્પષ્ટ છે. તેમ છતાં, અહીં બિંદુઓ વિશે નહીં, પરંતુ નાના, પરંતુ મેક્રોસ્કોપિક તત્વો વિશે વાત કરવી વધુ યોગ્ય રહેશે, કારણ કે માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે હજી પણ તફાવતો છે. સમયના અમુક બિંદુઓ પર અણુ અથવા પરમાણુઓ હોય છે, જ્યારે અન્ય નથી. સમપ્રમાણતા માત્ર સરેરાશ અવલોકન કરવામાં આવે છે, કાં તો કેટલાક મેક્રોસ્કોપિક વોલ્યુમ પરિમાણોમાં અથવા સમયસર.
પરંતુ હજુ પણ માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે કોઈ ત્વરિત સમપ્રમાણતા નથી. જો પદાર્થને ખૂબ જ મજબૂત રીતે સંકુચિત કરવામાં આવે છે, જે રોજિંદા જીવનમાં અસ્વીકાર્ય હોય તેવા દબાણો માટે, સંકુચિત કરવામાં આવે છે જેથી અણુઓ કચડી જાય, તેમના શેલો એકબીજામાં ઘૂસી જાય, અને મધ્યવર્તી કેન્દ્ર સ્પર્શ કરવાનું શરૂ કરે, તો માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે સમપ્રમાણતા ઊભી થાય છે. બધા ન્યુક્લિયસ સમાન છે અને એકબીજા સામે દબાવવામાં આવે છે, ત્યાં માત્ર આંતરપરમાણુ જ નહીં, પણ આંતરમાણુ અંતર પણ છે, અને પદાર્થ સજાતીય (વિચિત્ર પદાર્થ) બને છે.
પરંતુ સબમાઇક્રોસ્કોપિક સ્તર પણ છે. ન્યુક્લિયસ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનથી બનેલા હોય છે જે ન્યુક્લિયસની અંદર ફરતા હોય છે. તેમની વચ્ચે થોડી જગ્યા પણ છે. જો તમે સંકુચિત કરવાનું ચાલુ રાખો છો જેથી ન્યુક્લી પણ કચડી જાય, તો ન્યુક્લિઅન્સ એકબીજા સામે ચુસ્તપણે દબાવશે. પછી, સબમાઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે, સમપ્રમાણતા દેખાશે, જે સામાન્ય ન્યુક્લીની અંદર પણ નથી.
જે કહેવામાં આવ્યું છે તેના પરથી, વ્યક્તિ એકદમ ચોક્કસ વલણ જોઈ શકે છે: તાપમાન જેટલું ઊંચું અને દબાણ જેટલું ઊંચું, પદાર્થ વધુ સપ્રમાણ બને છે. આ વિચારણાઓના આધારે, મહત્તમ સુધી સંકુચિત પદાર્થને મજબૂત સપ્રમાણ કહેવામાં આવે છે.

18. નબળી સપ્રમાણ બાબત- તેના ગુણધર્મોમાં મજબૂત સપ્રમાણ દ્રવ્યની વિરુદ્ધની સ્થિતિ, જે ખૂબ જ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં પ્લેન્ક તાપમાનની નજીકના તાપમાને હાજર હતી, કદાચ બિગ બેંગ પછી 10-12 સેકન્ડ પછી, જ્યારે મજબૂત, નબળા અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળો એક જ સુપરફોર્સ હતા. . આ સ્થિતિમાં, પદાર્થ એટલી હદે સંકુચિત થાય છે કે તેના સમૂહને ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જે ફૂલવા લાગે છે, એટલે કે, મર્યાદા વિના વિસ્તૃત થાય છે. મહાસત્તાના પ્રાયોગિક ઉત્પાદન અને પાર્થિવ પરિસ્થિતિઓમાં આ તબક્કામાં દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણ માટે ઊર્જા હાંસલ કરવી હજુ સુધી શક્ય નથી, જો કે પ્રારંભિક બ્રહ્માંડનો અભ્યાસ કરવા માટે લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડર ખાતે આવા પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા હતા. આ પદાર્થ બનાવે છે તે સુપરફોર્સની રચનામાં ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ગેરહાજરીને કારણે, સુપરસમેટ્રિક બળની તુલનામાં સુપરફોર્સ પૂરતા પ્રમાણમાં સપ્રમાણ નથી, જેમાં તમામ 4 પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ શામેલ છે. તેથી, એકત્રીકરણની આ સ્થિતિને આવું નામ મળ્યું.

19. રેડિયેશન બાબત- આ, હકીકતમાં, હવે કોઈ પદાર્થ નથી, પરંતુ તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં ઊર્જા છે. જો કે, તે એકત્રીકરણની આ કાલ્પનિક સ્થિતિ છે જે પ્રકાશની ઝડપે પહોંચી ગયેલું શરીર લેશે. તે શરીરને પ્લાન્ક તાપમાન (1032K) સુધી ગરમ કરીને પણ મેળવી શકાય છે, એટલે કે, પદાર્થના પરમાણુઓને પ્રકાશની ઝડપે વિખેરીને. સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતમાંથી નીચે મુજબ, જ્યારે ઝડપ 0.99 સે કરતા વધુ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે શરીરનો સમૂહ "સામાન્ય" પ્રવેગક કરતા વધુ ઝડપથી વધવા લાગે છે, વધુમાં, શરીર લંબાય છે, ગરમ થાય છે, એટલે કે, તે શરૂ થાય છે. ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમમાં વિકિરણ. જ્યારે 0.999 s ના થ્રેશોલ્ડને પાર કરે છે, ત્યારે શરીર નાટકીય રીતે બદલાય છે અને બીમ સ્થિતિ સુધી ઝડપી તબક્કામાં સંક્રમણ શરૂ કરે છે. આઈન્સ્ટાઈનના સૂત્રમાંથી નીચે મુજબ, સંપૂર્ણ રીતે લેવામાં આવે છે, અંતિમ પદાર્થનો વધતો સમૂહ એ સમૂહનો બનેલો છે જે થર્મલ, એક્સ-રે, ઓપ્ટિકલ અને અન્ય રેડિયેશનના સ્વરૂપમાં શરીરમાંથી અલગ પડે છે, જેમાંથી દરેકની ઊર્જા સૂત્રમાં આગામી શબ્દ દ્વારા વર્ણવેલ. આમ, પ્રકાશની ઝડપની નજીક પહોંચતું શરીર તમામ સ્પેક્ટ્રામાં પ્રસરણ કરવાનું શરૂ કરશે, લંબાઈમાં વૃદ્ધિ કરશે અને સમય જતાં ધીમી થશે, પ્લાન્ક લંબાઈ સુધી પાતળું થશે, એટલે કે, ઝડપ c સુધી પહોંચવા પર, શરીર અનંત લાંબુ અને પાતળું થઈ જશે. બીમ પ્રકાશની ઝડપે આગળ વધે છે અને તેમાં ફોટોન હોય છે જેની કોઈ લંબાઈ નથી અને તેનો અનંત સમૂહ સંપૂર્ણપણે ઊર્જામાં ફેરવાઈ જશે. તેથી, આવા પદાર્થને રેડિયેશન કહેવામાં આવે છે.

તમામ પદાર્થો ચારમાંથી એક સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તેમાંના દરેક પદાર્થની ચોક્કસ એકંદર સ્થિતિ છે. પૃથ્વીની પ્રકૃતિમાં, એક જ સમયે તેમાંથી ત્રણમાં માત્ર એક જ રજૂ થાય છે. આ પાણી છે. તેને બાષ્પીભવન થતું, ઓગળેલું અને સખત થતું જોવાનું સરળ છે. તે છે વરાળ, પાણી અને બરફ. વૈજ્ઞાનિકોએ દ્રવ્યની એકંદર સ્થિતિને કેવી રીતે બદલવી તે શીખ્યા છે. તેમના માટે સૌથી મોટી મુશ્કેલી માત્ર પ્લાઝ્મા છે. આ રાજ્યને ખાસ શરતોની જરૂર છે.

તે શું છે, તે શું આધાર રાખે છે અને તે કેવી રીતે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે?

જો શરીર પદાર્થની અન્ય એકંદર સ્થિતિમાં પસાર થઈ ગયું હોય, તો તેનો અર્થ એ નથી કે બીજું કંઈક દેખાયું છે. પદાર્થ સમાન રહે છે. જો પ્રવાહીમાં પાણીના અણુઓ હોય, તો તે જ બરફ સાથે વરાળમાં હશે. ફક્ત તેમનું સ્થાન, ચળવળની ગતિ અને એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો બદલાશે.

"એગ્રિગેટ સ્ટેટ્સ (ગ્રેડ 8)" વિષયનો અભ્યાસ કરતી વખતે, તેમાંથી ફક્ત ત્રણને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. આ પ્રવાહી, વાયુ અને ઘન છે. તેમના અભિવ્યક્તિઓ પર્યાવરણની ભૌતિક પરિસ્થિતિઓ પર આધારિત છે. આ રાજ્યોની લાક્ષણિકતાઓ કોષ્ટકમાં રજૂ કરવામાં આવી છે.

પ્રથમ સ્થિતિ: નક્કર

અન્ય લોકોથી તેનો મૂળભૂત તફાવત એ છે કે પરમાણુઓ સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત સ્થાન ધરાવે છે. એકત્રીકરણની નક્કર સ્થિતિ વિશે વાત કરતી વખતે, તેઓ મોટાભાગે સ્ફટિકોનો અર્થ કરે છે. તેમાં, જાળીનું માળખું સપ્રમાણ અને સખત સામયિક છે. તેથી, તે હંમેશા સાચવવામાં આવે છે, પછી ભલે તે શરીર કેટલું દૂર ફેલાય. પદાર્થના પરમાણુઓની ઓસીલેટરી ગતિ આ જાળીનો નાશ કરવા માટે પૂરતી નથી.

પરંતુ આકારહીન શરીરો પણ છે. અણુઓની ગોઠવણીમાં તેમની પાસે કડક માળખું નથી. તેઓ ગમે ત્યાં હોઈ શકે છે. પરંતુ આ સ્થાન સ્ફટિકીય શરીરમાં જેટલું સ્થિર છે. આકારહીન અને સ્ફટિકીય પદાર્થો વચ્ચેનો તફાવત એ છે કે તેમની પાસે ચોક્કસ ગલન (સોલિડિફિકેશન) તાપમાન નથી અને તેઓ પ્રવાહીતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આવા પદાર્થોના આબેહૂબ ઉદાહરણો કાચ અને પ્લાસ્ટિક છે.

બીજી સ્થિતિ: પ્રવાહી

પદાર્થની આ એકંદર સ્થિતિ ઘન અને વાયુ વચ્ચેનો ક્રોસ છે. તેથી, તે પ્રથમ અને બીજાના કેટલાક ગુણધર્મોને જોડે છે. તેથી, કણો અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વચ્ચેનું અંતર સ્ફટિકોના કિસ્સામાં જેવું જ છે. પરંતુ અહીં સ્થાન અને ચળવળ ગેસની નજીક છે. તેથી, પ્રવાહી તેનો આકાર જાળવી શકતો નથી, પરંતુ તે વાસણમાં ફેલાય છે જેમાં તેને રેડવામાં આવે છે.

ત્રીજી સ્થિતિ: ગેસ

"ભૌતિકશાસ્ત્ર" નામના વિજ્ઞાન માટે, ગેસના સ્વરૂપમાં એકત્રીકરણની સ્થિતિ છેલ્લા સ્થાને નથી. છેવટે, તેણી તેની આસપાસની દુનિયાનો અભ્યાસ કરે છે, અને તેમાંની હવા ખૂબ સામાન્ય છે.

આ રાજ્યની વિશેષતાઓ એ છે કે પરમાણુઓ વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો વ્યવહારીક રીતે ગેરહાજર છે. આ તેમની મુક્ત હિલચાલ સમજાવે છે. જેના કારણે વાયુયુક્ત પદાર્થ તેને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ ભરે છે. તદુપરાંત, બધું આ સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકાય છે, તમારે ફક્ત ઇચ્છિત રકમ દ્વારા તાપમાન વધારવાની જરૂર છે.

ચોથું રાજ્ય: પ્લાઝ્મા

દ્રવ્યની આ એકંદર સ્થિતિ એ એક ગેસ છે જે સંપૂર્ણ અથવા આંશિક રીતે આયનોઇઝ્ડ છે. આનો અર્થ એ છે કે તેમાં નકારાત્મક અને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણોની સંખ્યા લગભગ સમાન છે. આ પરિસ્થિતિ ત્યારે થાય છે જ્યારે ગેસ ગરમ થાય છે. પછી થર્મલ આયનીકરણની પ્રક્રિયાની તીવ્ર પ્રવેગકતા છે. તે હકીકતમાં રહેલું છે કે પરમાણુઓ અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે. બાદમાં આયનોમાં ફેરવાય છે.

બ્રહ્માંડની અંદર, આવી સ્થિતિ ખૂબ સામાન્ય છે. કારણ કે તેમાં તમામ તારાઓ અને તેમની વચ્ચેનું માધ્યમ છે. પૃથ્વીની સપાટીની સીમાઓની અંદર, તે અત્યંત ભાગ્યે જ થાય છે. આયનોસ્ફિયર અને સૌર પવન સિવાય, પ્લાઝ્મા માત્ર વાવાઝોડા દરમિયાન જ શક્ય છે. વીજળીના ચમકારામાં, એવી પરિસ્થિતિઓ બનાવવામાં આવે છે જેમાં વાતાવરણના વાયુઓ પદાર્થની ચોથી અવસ્થામાં જાય છે.

પરંતુ આનો અર્થ એ નથી કે લેબોરેટરીમાં પ્લાઝ્મા બનાવવામાં આવ્યો નથી. પ્રથમ વસ્તુ જે પુનઃઉત્પાદિત કરી શકાય છે તે ગેસ ડિસ્ચાર્જ હતી. પ્લાઝમા હવે ફ્લોરોસન્ટ લાઇટ અને નિયોન ચિહ્નો ભરે છે.

રાજ્યો વચ્ચે સંક્રમણ કેવી રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે?

આ કરવા માટે, તમારે ચોક્કસ શરતો બનાવવાની જરૂર છે: સતત દબાણ અને ચોક્કસ તાપમાન. આ કિસ્સામાં, પદાર્થની એકંદર અવસ્થામાં ફેરફાર ઊર્જાના પ્રકાશન અથવા શોષણ સાથે છે. તદુપરાંત, આ સંક્રમણ વીજળીની ઝડપે થતું નથી, પરંતુ ચોક્કસ સમયની જરૂર છે. આ સમય દરમિયાન, શરતો યથાવત રહેવી જોઈએ. સંક્રમણ બે સ્વરૂપોમાં પદાર્થના એક સાથે અસ્તિત્વ સાથે થાય છે, જે થર્મલ સંતુલન જાળવી રાખે છે.

દ્રવ્યની પ્રથમ ત્રણ અવસ્થાઓ પરસ્પર એક બીજામાં પસાર થઈ શકે છે. ત્યાં સીધી પ્રક્રિયાઓ અને વિપરીત પ્રક્રિયાઓ છે. તેઓના નીચેના નામો છે:

• પીગળવું(ઘનથી પ્રવાહી સુધી) અને સ્ફટિકીકરણ, ઉદાહરણ તરીકે, બરફનું પીગળવું અને પાણીનું ઘનકરણ;
• બાષ્પીભવન(પ્રવાહીથી વાયુયુક્ત સુધી) અને ઘનીકરણ, ઉદાહરણ છે પાણીનું બાષ્પીભવન અને વરાળમાંથી તેનું ઉત્પાદન;
• ઉત્કર્ષ(ઘનથી વાયુયુક્ત સુધી) અને ડિસબલાઈમેશન, ઉદાહરણ તરીકે, તેમાંના પ્રથમ માટે સૂકી સુગંધનું બાષ્પીભવન અને બીજા માટે કાચ પર હિમાચ્છાદિત પેટર્ન.

ગલન અને સ્ફટિકીકરણનું ભૌતિકશાસ્ત્ર

જો ઘન શરીર ગરમ થાય છે, તો પછી ચોક્કસ તાપમાને, કહેવાય છે ગલાન્બિંદુચોક્કસ પદાર્થ, એકત્રીકરણની સ્થિતિમાં ફેરફાર, જેને ગલન કહેવામાં આવે છે, શરૂ થશે. આ પ્રક્રિયા ઊર્જાના શોષણ સાથે જાય છે, જેને કહેવાય છે ગરમીની માત્રાઅને અક્ષર સાથે ચિહ્નિત થયેલ છે પ્ર. તેની ગણતરી કરવા માટે, તમારે જાણવાની જરૂર છે ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી, જે સૂચવવામાં આવે છે λ . અને સૂત્ર આના જેવો દેખાય છે:

Q=λ*m, જ્યાં m એ ગલન સાથે સંકળાયેલા પદાર્થનો સમૂહ છે.

જો વિપરીત પ્રક્રિયા થાય છે, એટલે કે, પ્રવાહીનું સ્ફટિકીકરણ, તો પછી શરતો પુનરાવર્તિત થાય છે. માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે ઊર્જા મુક્ત થાય છે, અને સૂત્રમાં માઈનસ ચિહ્ન દેખાય છે.

બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણનું ભૌતિકશાસ્ત્ર

પદાર્થની સતત ગરમી સાથે, તે ધીમે ધીમે તે તાપમાન સુધી પહોંચશે જ્યાંથી તેનું સઘન બાષ્પીભવન શરૂ થશે. આ પ્રક્રિયાને બાષ્પીભવન કહેવામાં આવે છે. તે ફરીથી ઊર્જાના શોષણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ફક્ત તેની ગણતરી કરવા માટે, તમારે જાણવાની જરૂર છે બાષ્પીભવનની ચોક્કસ ગરમી આર. અને સૂત્ર હશે:

Q=r*m.

વિપરીત પ્રક્રિયા અથવા ઘનીકરણ સમાન પ્રમાણમાં ગરમીના પ્રકાશન સાથે થાય છે. તેથી, સૂત્રમાં માઈનસ ફરીથી દેખાય છે.

વ્યાખ્યા 1

પદાર્થની એકંદર સ્થિતિઓ(લેટિનમાંથી "એગ્રેગો" નો અર્થ થાય છે "હું જોડું છું", "હું બાંધું છું") - આ ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ સ્વરૂપમાં સમાન પદાર્થની સ્થિતિઓ છે.

એક રાજ્યમાંથી બીજા રાજ્યમાં સંક્રમણ દરમિયાન, ઊર્જા, એન્ટ્રોપી, ઘનતા અને પદાર્થના અન્ય ગુણધર્મોમાં અચાનક ફેરફાર જોવા મળે છે.

ઘન અને પ્રવાહી શરીર

ઘન- આ એવા શરીર છે જે તેમના આકાર અને વોલ્યુમની સ્થિરતા દ્વારા અલગ પડે છે.

ઘન પદાર્થોમાં, આંતરપરમાણુ અંતર નાના હોય છે, અને પરમાણુઓની સંભવિત ઊર્જાને ગતિ ઊર્જા સાથે સરખાવી શકાય છે.

નક્કર શરીરને 2 પ્રકારોમાં વહેંચવામાં આવે છે:

1. સ્ફટિકીય;
2. આકારહીન.

માત્ર સ્ફટિકીય સંસ્થાઓ જ થર્મોડાયનેમિક સંતુલનની સ્થિતિમાં હોય છે. આકારહીન શરીર, હકીકતમાં, મેટાસ્ટેબલ અવસ્થાઓ છે, જે બંધારણમાં બિન-સંતુલન સમાન હોય છે, ધીમે ધીમે પ્રવાહી સ્ફટિકીકરણ કરે છે. આકારહીન શરીરમાં, સ્ફટિકીકરણની અતિશય ધીમી પ્રક્રિયા થાય છે, જે પદાર્થના ક્રિસ્ટલ તબક્કામાં ક્રમિક પરિવર્તનની પ્રક્રિયા થાય છે. સ્ફટિક અને આકારહીન ઘન વચ્ચેનો તફાવત મુખ્યત્વે તેના ગુણધર્મોની એનિસોટ્રોપીમાં રહેલો છે. સ્ફટિકીય શરીરના ગુણધર્મો અવકાશમાં દિશાના આધારે નક્કી કરવામાં આવે છે. વિવિધ પ્રક્રિયાઓ (ઉદાહરણ તરીકે, થર્મલ વાહકતા, વિદ્યુત વાહકતા, પ્રકાશ, ધ્વનિ) ઘન શરીરની જુદી જુદી દિશામાં જુદી જુદી રીતે પ્રચાર કરે છે. પરંતુ આકારહીન પદાર્થો (ઉદાહરણ તરીકે, કાચ, રેઝિન, પ્લાસ્ટિક) પ્રવાહીની જેમ આઇસોટ્રોપિક છે. આકારહીન શરીર અને પ્રવાહી વચ્ચેનો તફાવત ફક્ત એ હકીકતમાં રહેલો છે કે બાદમાં પ્રવાહી છે, તેમાં સ્થિર શીયર વિકૃતિઓ થતી નથી.

સ્ફટિકીય સંસ્થાઓ યોગ્ય પરમાણુ માળખું ધરાવે છે. તે યોગ્ય રચનાને કારણે છે કે સ્ફટિકમાં એનિસોટ્રોપિક ગુણધર્મો છે. સ્ફટિક અણુઓની યોગ્ય ગોઠવણી કહેવાતા સ્ફટિક જાળી બનાવે છે. જુદી જુદી દિશામાં, જાળીમાં અણુઓનું સ્થાન અલગ છે, જે એનિસોટ્રોપી તરફ દોરી જાય છે. સ્ફટિક જાળીમાં અણુઓ (આયનો અથવા સમગ્ર પરમાણુઓ) મધ્યમ સ્થાનોની નજીક રેન્ડમ ઓસીલેટરી ગતિ કરે છે, જેને સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો તરીકે ગણવામાં આવે છે. ઉષ્ણતામાન જેટલું ઊંચું હોય છે, ઓસિલેશનની ઊર્જા વધારે હોય છે, અને તેથી ઓસિલેશનનું સરેરાશ કંપનવિસ્તાર. ઓસિલેશનના કંપનવિસ્તાર પર આધાર રાખીને, સ્ફટિકનું કદ નક્કી કરવામાં આવે છે. ઓસિલેશનના કંપનવિસ્તારમાં વધારો શરીરના કદમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. આમ, ઘન પદાર્થોનું થર્મલ વિસ્તરણ સમજાવવામાં આવ્યું છે.

વ્યાખ્યા 3

પ્રવાહી સંસ્થાઓ- આ એવા શરીર છે જે ચોક્કસ વોલ્યુમ ધરાવે છે, પરંતુ સ્થિતિસ્થાપક આકાર ધરાવતા નથી.

પ્રવાહી સ્થિતિમાં એક પદાર્થ મજબૂત આંતર-પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને ઓછી સંકોચનક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પ્રવાહી ઘન અને વાયુ વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે. પ્રવાહી, વાયુઓની જેમ, આઇસોટોપિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. વધુમાં, પ્રવાહીમાં પ્રવાહીતાની મિલકત છે. તેમાં, વાયુઓની જેમ, કોઈ શીયર સ્ટ્રેસ (શીયર સ્ટ્રેસ) બોડી નથી. પ્રવાહી ભારે હોય છે, એટલે કે, તેમના ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણની તુલના ઘન પદાર્થોના ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે કરી શકાય છે. સ્ફટિકીકરણ તાપમાનની નજીક, તેમની ગરમીની ક્ષમતા અને અન્ય થર્મલ ગુણધર્મો ઘન પદાર્થોની નજીક છે. પ્રવાહીમાં, અણુઓની યોગ્ય ગોઠવણી આપેલ હદ સુધી જોવા મળે છે, પરંતુ માત્ર નાના વિસ્તારોમાં. અહીં, અણુઓ ક્વાસિક્રિસ્ટલાઇન કોષના ગાંઠોની આસપાસ ઓસીલેટરી ગતિ પણ કરે છે, પરંતુ, નક્કર શરીરના અણુઓથી વિપરીત, તેઓ સમયાંતરે એક નોડથી બીજામાં કૂદકો મારે છે. પરિણામે, અણુઓની હિલચાલ ખૂબ જટિલ હશે: ઓસીલેટરી, પરંતુ તે જ સમયે, ઓસિલેશનનું કેન્દ્ર અવકાશમાં ફરે છે.

ગેસઆ દ્રવ્યની સ્થિતિ છે જેમાં પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર વિશાળ છે.

નીચા દબાણ પર પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળોને અવગણી શકાય છે. ગેસ કણો ગેસ માટે પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ ભરે છે. વાયુઓને અત્યંત ગરમ અથવા અસંતૃપ્ત વરાળ તરીકે ગણવામાં આવે છે. ખાસ પ્રકારનો ગેસ પ્લાઝ્મા છે (આંશિક રીતે અથવા સંપૂર્ણ આયનાઇઝ્ડ ગેસ જેમાં હકારાત્મક અને નકારાત્મક શુલ્કની ઘનતા લગભગ સમાન હોય છે). એટલે કે, પ્લાઝમા એ ચાર્જ્ડ કણોનો ગેસ છે જે એક બીજા સાથે વિદ્યુત દળોનો ઉપયોગ કરીને એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, પરંતુ તેની પાસે નજીક અને દૂરના કણો નથી.

જેમ તમે જાણો છો, પદાર્થો એકત્રીકરણની એક સ્થિતિમાંથી બીજી સ્થિતિમાં જવા માટે સક્ષમ છે.

વ્યાખ્યા 5

બાષ્પીભવન- આ પદાર્થની એકત્રીકરણની સ્થિતિને બદલવાની પ્રક્રિયા છે, જેમાં પ્રવાહી અથવા નક્કર શરીરની સપાટી પરથી પરમાણુઓ ઉડી જાય છે, જેની ગતિ ઊર્જા પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સંભવિત ઊર્જાને રૂપાંતરિત કરે છે.

બાષ્પીભવન એ એક તબક્કો સંક્રમણ છે. બાષ્પીભવન દરમિયાન, પ્રવાહી અથવા ઘનનો ભાગ વરાળમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

વ્યાખ્યા 6

વાયુયુક્ત અવસ્થામાં જે પદાર્થ પ્રવાહી સાથે ગતિશીલ સંતુલનમાં હોય તેને સંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે. ઘાટ. આ કિસ્સામાં, શરીરની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર સમાન છે:

∆ U = ± m r (1) ,

જ્યાં m એ શરીરનું દળ છે, r એ બાષ્પીકરણની વિશિષ્ટ ગરમી છે (J/k g).

વ્યાખ્યા 7

ઘનીકરણબાષ્પીભવનની વિપરીત પ્રક્રિયા છે.

આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારની ગણતરી સૂત્ર (1) દ્વારા કરવામાં આવે છે.

વ્યાખ્યા 8

પીગળવું- આ પદાર્થને ઘન અવસ્થામાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે, પદાર્થની એકત્રીકરણની સ્થિતિને બદલવાની પ્રક્રિયા છે.

જ્યારે પદાર્થ ગરમ થાય છે, ત્યારે તેની આંતરિક ઊર્જા વધે છે, તેથી, પરમાણુઓની થર્મલ હિલચાલની ગતિ વધે છે. જ્યારે કોઈ પદાર્થ તેના ગલનબિંદુ પર પહોંચે છે, ત્યારે ઘનનું સ્ફટિક જાળી નાશ પામે છે. કણો વચ્ચેના બોન્ડ્સ પણ નાશ પામે છે, અને કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઊર્જા વધે છે. શરીરમાં સ્થાનાંતરિત થનારી ગરમી આ શરીરની આંતરિક ઊર્જાને વધારવામાં જાય છે, અને જ્યારે તે પીગળે છે ત્યારે ઉર્જાનો એક ભાગ શરીરના જથ્થાને બદલવાના કામમાં ખર્ચવામાં આવે છે. ઘણા સ્ફટિકીય પદાર્થો માટે, જ્યારે ઓગળવામાં આવે ત્યારે વોલ્યુમ વધે છે, પરંતુ અપવાદો છે (ઉદાહરણ તરીકે, બરફ, કાસ્ટ આયર્ન). આકારહીન પદાર્થોમાં ચોક્કસ ગલનબિંદુ હોતું નથી. ગલન એ એક તબક્કો સંક્રમણ છે, જે ગલન તાપમાનમાં ગરમીની ક્ષમતામાં અચાનક ફેરફાર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ગલનબિંદુ પદાર્થ પર આધાર રાખે છે અને પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્થિર રહે છે. પછી શરીરની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર સમાન છે:

∆ U = ± m λ (2) ,

જ્યાં λ એ ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી છે (D f / k g) .

વ્યાખ્યા 9

સ્ફટિકીકરણગલન કરવાની વિપરીત પ્રક્રિયા છે.

આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારની ગણતરી સૂત્ર (2) દ્વારા કરવામાં આવે છે.

હીટિંગ અથવા ઠંડક દરમિયાન સિસ્ટમના દરેક શરીરની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારની ગણતરી સૂત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે:

∆ U = m c ∆ T (3) ,

જ્યાં c એ પદાર્થની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા છે, J થી g K, △ T એ શરીરના તાપમાનમાં ફેરફાર છે.

વ્યાખ્યા 10

એકત્રીકરણની એક અવસ્થામાંથી બીજી સ્થિતિમાં પદાર્થોના રૂપાંતરણને ધ્યાનમાં લેતી વખતે, વ્યક્તિ કહેવાતા વિના કરી શકતો નથી. ગરમી સંતુલન સમીકરણો: થર્મલી ઇન્સ્યુલેટેડ સિસ્ટમમાં છોડવામાં આવતી ગરમીની કુલ માત્રા આ સિસ્ટમમાં શોષાયેલી ગરમીની માત્રા (કુલ) જેટલી હોય છે.

Q 1 + Q 2 + Q 3 + . . . + Q n = Q " 1 + Q " 2 + Q " 3 + . . + Q " k .

સારમાં, ઉષ્મા સંતુલન સમીકરણ એ થર્મલી ઇન્સ્યુલેટેડ સિસ્ટમ્સમાં હીટ ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયાઓ માટે ઊર્જા સંરક્ષણ કાયદો છે.

ઉદાહરણ 1

હીટ-ઇન્સ્યુલેટેડ વાસણમાં t i = 0 ° સે તાપમાન સાથે પાણી અને બરફ હોય છે. પાણી m υ અને ice m i નું દળ અનુક્રમે 0.5 kg અને 60 g જેટલું છે. m p = 10 g ની પાણીની વરાળને t p = 100 ° C તાપમાને પાણીમાં છોડવામાં આવે છે. થર્મલ સંતુલન સ્થાપિત થયા પછી જહાજમાં પાણીનું તાપમાન શું હશે? આ કિસ્સામાં, જહાજની ગરમીની ક્ષમતાને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર નથી.

ચિત્ર 1

ઉકેલ

ચાલો આપણે નિર્ધારિત કરીએ કે સિસ્ટમમાં કઈ પ્રક્રિયાઓ હાથ ધરવામાં આવે છે, આપણે અવલોકન કરેલ પદાર્થોની કઈ એકંદર સ્થિતિઓ અને કઈ કઈ પ્રાપ્ત થઈ છે.

પાણીની વરાળ ઘટ્ટ થાય છે, ગરમી બંધ કરે છે.

થર્મલ ઉર્જા બરફ પીગળવા અને કદાચ ઉપલબ્ધ પાણીને ગરમ કરવા અને બરફમાંથી મેળવવામાં ખર્ચવામાં આવે છે.

સૌ પ્રથમ, ચાલો જોઈએ કે વરાળના ઉપલબ્ધ સમૂહના ઘનીકરણ દરમિયાન કેટલી ગરમી છોડવામાં આવે છે:

Q p = - r m p ; Q p \u003d 2, 26 10 6 10 - 2 \u003d 2, 26 10 4 (D w),

અહીં સંદર્ભ સામગ્રીમાંથી આપણી પાસે r = 2.26 10 6 J k g છે - બાષ્પીભવનની વિશિષ્ટ ગરમી (તે ઘનીકરણ માટે પણ વપરાય છે).

બરફ ઓગળવા માટે, તમારે નીચેની ગરમીની જરૂર પડશે:

Q i \u003d λ m i Q i \u003d 6 10 - 2 3, 3 10 5 ≈ 2 10 4 (D w),

અહીં, સંદર્ભ સામગ્રીમાંથી, આપણી પાસે λ = 3, 3 10 5 J k g છે - બરફ પીગળવાની ચોક્કસ ગરમી.

તે તારણ આપે છે કે વરાળ જરૂરી કરતાં વધુ ગરમી આપે છે, ફક્ત હાલના બરફને ઓગળવા માટે, જેનો અર્થ છે કે આપણે નીચે પ્રમાણે ગરમી સંતુલન સમીકરણ લખીએ છીએ:

r m p + c m p (T p - T) = λ m i + c (m υ + m i) (T - T i) .

દળ m p ની વરાળના ઘનીકરણ અને Tp તાપમાનથી ઇચ્છિત T સુધી વરાળમાંથી બનેલા પાણીના ઠંડક દરમિયાન ગરમી છોડવામાં આવે છે. જ્યારે m i દળ સાથેનો બરફ પીગળે છે અને m υ + m i સમૂહ સાથેનું પાણી T i થી T તાપમાને ગરમ થાય છે ત્યારે ગરમી શોષાય છે. T - T i = ∆ T નો તફાવત T p - T માટે આપણે મેળવીએ છીએ:

T p - T = T p - T i - ∆ T = 100 - ∆ T .

ગરમી સંતુલન સમીકરણ આના જેવું દેખાશે:

r m p + c m p (100 - ∆ T) = λ m i + c (m υ + m i) ∆ T ; c (m υ + m i + m p) ∆ T = r m p + c m p 100 - λ m i ; ∆ T = r m p + c m p 100 - λ m i c m υ + m i + m p .

ચાલો ગણતરીઓ કરીએ, એ હકીકતને ધ્યાનમાં લઈને કે પાણીની ગરમીની ક્ષમતા ટેબલ્યુલર છે

c \u003d 4, 2 10 3 J kg K, T p \u003d tp + 273 \u003d 373 K, T i \u003d ti + 273 \u003d 273 K: ∆ T \u003d 2, 26 10 -14 + , 2 10 3 10 - 2 10 2 - 6 10 - 2 3, 3 10 5 4, 2 10 3 5, 7 10 - 1 ≈ 3 (K),

પછી T = 273 + 3 = 276 K

જવાબ:થર્મલ સંતુલન સ્થાપિત થયા પછી જહાજમાં પાણીનું તાપમાન 276 K હશે.

ઉદાહરણ 2

આકૃતિ 2 ઇસોથર્મનો એક વિભાગ બતાવે છે, જે સ્ફટિકીયમાંથી પ્રવાહી સ્થિતિમાં પદાર્થના સંક્રમણને અનુરૂપ છે. p, T ડાયાગ્રામ પરના આ વિભાગને શું અનુલક્ષે છે?

ચિત્ર 2

જવાબ:રાજ્યોનો સંપૂર્ણ સમૂહ જે p , V રેખાકૃતિ પર p પર આડી રેખાખંડ તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યો છે, T રેખાકૃતિ એક બિંદુ દ્વારા બતાવવામાં આવે છે, જે p અને T ના મૂલ્યો નક્કી કરે છે, જેના પર એક રાજ્યમાંથી રૂપાંતર થાય છે. બીજા સાથે એકત્રીકરણ થાય છે.

જો તમને ટેક્સ્ટમાં કોઈ ભૂલ જણાય, તો કૃપા કરીને તેને હાઇલાઇટ કરો અને Ctrl+Enter દબાવો