অধ্যায় ২ঃ পদার্থের অবস্থা

পদার্থ কাকে বলে ?

যে বস্তুর নির্দিষ্ট ভর আছে, জড়তা আছে, জায়গা দখল এবং যা তার গতিশীল বা স্থিতিশীল অবস্থার পরিবর্তন বাধা প্রদান করে তাকে পদার্থ বলে । যেমন –টেবিল, চেয়ার, মাটি, পানি, বাতাস ইত্যাদি । অন্যভাব বলা যায়, যার ভর ও ভরজনিত জড়তা আছে তাই পদার্থ ।

পদার্থ কত প্রকার ও কি কি ? সংজ্ঞাসহ এদের ধর্ম ও বৈশিষ্ট্য আলােচনা কর ।

অবস্থাভেদে পদার্থ তিন প্রকার : যেমন- ১.কঠিন পদার্থ ২. তরল পদার্থ ৩. গ্যাসীয় বা বায়বীয় পদার্থ

কঠিন পদার্থ (Solids):

যে সকল পদার্থের নির্দিষ্ট ভর, নির্দিষ্ট আকার, নির্দিষ্ট আয়তন এবং কমবেশি দৃঢ়তা আছে তাদেরকে কঠিন পদার্থ বলে ।যেমন – লোহা, মাটি, পাথর ইত্যাদি ।

তরল পদার্থ (Liquids):

যে সকল পদার্থের নির্দিষ্ট ভর ও নির্দিষ্ট আয়তন আছে কিন্তু নির্দিষ্ট কোনাে আকার নেই। যখন যে পাত্রে রাখা হয়, সেই পাত্রের আকার ধারণ করে তাদেরকে তরল পদার্থ বলে। যেমন-পানি,পেট্রোল, কেরোসিন ইত্যাদি।

গ্যাসীয় বা বায়বীয় পদার্থ (Gases):

যে সকল পদার্থের নির্দিষ্ট ভর আছে কিন্তু নির্দিষ্ট আকার কিংবা নির্দিষ্ট আয়তন নেই।ছোট বড় যে পাত্রেই রাখা হয়, সেই পাত্রেরই আকার ও আয়তন ধারণ করে তাদেরকে গ্যাসীয় পদার্থ বলে। যেমন – কার্বন ডাই অক্সাইড, হাইড্রোজেন গ্যাস, অক্সিজেন গ্যাস ইত্যাদি।

ধর্ম ও বৈশিষ্ট্য :

কঠিন পদার্থ (Solids):

কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট ভর, নির্দিষ্ট আকার, নির্দিষ্ট আয়তন এবং কমবেশি দৃঢ়তা থাকে। সব পদার্থের কণাগুলাের মধ্যেই এক ধরনের আকর্ষণ বল থাকে। একে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল বলা হয়। কঠিন পদার্থের কণাগুলাের মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল সবচেয়ে বেশি। এ কারণে কঠিন পদার্থের কণাগুলাে খুব কাছাকাছি এবং নির্দিষ্ট অবস্থানে থাকে, ফলে কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট আকার হয়, কঠিন পদার্থের উপর চাপ প্রয়ােগ করলে এরা সংকুচিত হয় না। আবার, তাপমাত্রা বাড়ালে কঠিন পদার্থের আয়তন খুবই কম পরিমাণ বৃদ্ধি পায়।

তরল পদার্থ (Liquids):

তরল পদার্থের নির্দিষ্ট ভর ও নির্দিষ্ট আয়তন আছে কিন্তু নির্দিষ্ট কোনাে আকার নেই। তরল পদার্থকে যে পাত্রে রাখা হয় তরল পদার্থ সেই পাত্রের আকার ধারণ করে। তরলের কণাগুলাে কঠিন পদার্থের কণাগুলাের চেয়ে তুলনামূলকভাবে বেশি দূরত্বে থাকায় এদের মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল কঠিনের চেয়ে কম হয়। তরল পদার্থকে চাপ প্রয়ােগ করলে এদের আয়তন হ্রাস পায় না। তবে এতে তাপ প্রয়ােগ করলে তরল পদার্থের আয়তন বৃদ্ধি পায়। এই আয়তন বৃদ্ধির পরিমাণ কঠিন পদার্থের চেয়ে বেশি। অণুসমূহ স্থান পরিবর্তন করতে পারে বলে তরল পদার্থের কোনো নির্দিষ্ট আকার নেই ।

গ্যাসীয় বা বায়বীয় পদার্থ (Gases):

গ্যাসীয় পদার্থের নির্দিষ্ট ভর আছে কিন্তু নির্দিষ্ট আকার কিংবা নির্দিষ্ট আয়তন নেই। যেকোনাে পরিমাণ গ্যাসীয় পদার্থ যেকোনাে আয়তনের পাত্রে রাখলে গ্যাসীয় পদার্থ সেই পাত্রের পুরাে আয়তন দখল করে। কিন্তু পাত্রের আকার বা আকৃতিভেদে ভরের কোনো তারতম্য হয় না। গ্যাসীয় পদার্থের কণাগুলাে কঠিন ও তরলের চেয়ে অনেক বেশি দূরে দূরে অবস্থান করে বলে এদের আন্তঃকণা আকর্ষণ বল খুবই কম, ফলে তারা প্রায় সম্পূর্ণ মুক্তভাবে চলাচল করা । গ্যাসীয় পদার্থের উপর সামান্য চাপ প্রয়ােগ করলে গ্যাসীয় পদার্থের আয়তন অনেক কমে যায়। আবার, তাপ প্রয়ােগ করলে গ্যাসীয় পদার্থের আয়তন অনেক বেড়ে যায়।

কঠিন পদার্থ, তরল পদার্থ ও গ্যাসীয় বা বায়বীয় পদার্থের মধ্যে পার্থক্য নির্ণয় করো ।

কঠিন	তরল	গ্যাসীয় বা বায়বীয়
১.কঠিন পদার্থের নির্দিষ্ট ভর, নির্দিষ্ট আকার, নির্দিষ্ট আয়তন আছে ।	১.তরল পদার্থের নির্দিষ্ট ভর ও নির্দিষ্ট আয়তন আছে কিন্তু নির্দিষ্ট কোনাে আকার নেই।	১.গ্যাসীয় পদার্থের নির্দিষ্ট ভর আছে কিন্তু নির্দিষ্ট আকার কিংবা নির্দিষ্ট আয়তন নেই।
২.কঠিন পদার্থের কণাগুলাের মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল সবচেয়ে বেশি।	২.তরলের কণাগুলাের মধ্যে আন্তঃকণা আকর্ষণ বল কঠিনের চেয়ে কম হয়।	2.গ্যাসীয় পদার্থের কণাগুলাে মধ্যেআন্তঃকণা আকর্ষণ বল খুবই কম, ফলে তারা প্রায় সম্পূর্ণ মুক্তভাবে চলাচল করা ।
৩.কঠিন পদার্থের কণাগুলাে খুব কাছাকাছি এবং নির্দিষ্ট অবস্থানে থাকে।	৩.তরলের কণাগুলাে কঠিন পদার্থের কণাগুলাের চেয়ে তুলনামূলকভাবে বেশি দূরত্বে থাকে।	৩. গ্যাসীয় পদার্থের কণাগুলাে কঠিন ও তরলের চেয়ে অনেক বেশি দূরে দূরে অবস্থান করে ।
৪.তাপমাত্রা বাড়ালে কঠিন পদার্থের আয়তন খুবই কম পরিমাণ বৃদ্ধি পায়।	৪.তাপ প্রয়ােগ করলে তরল পদার্থের আয়তন বৃদ্ধি পায়। এই আয়তন বৃদ্ধির পরিমাণ কঠিন পদার্থের চেয়ে বেশি।	৪.তাপ প্রয়ােগ করলে গ্যাসীয় পদার্থের আয়তন অনেক বেড়ে যায়।
৫.কঠিন পদার্থের অণুসমূহের আন্তঃআণবিক দূরত্ব সবচেয়ে কম ।	৫.তরল  পদার্থের অণুসমূহের আন্তঃআণবিক দূরত্ব কঠিন পদার্থের তুলনায় বেশি ।
৬.কঠিন পদার্থের উপর চাপ প্রয়ােগ করলে এরা সংকুচিত হয় না।	৬.তরল পদার্থকে চাপ প্রয়ােগ করলে এদের আয়তন হ্রাস পায় না।তবে গ্যাসীয় পদার্থের তুলনায় তরলের উপর চাপের প্রভাব অত্যন্ত কম কিন্তু কঠিনের তুলনায় বেশি।	৬.গ্যাসীয় পদার্থের উপর সামান্য চাপ প্রয়ােগ করলে গ্যাসীয় পদার্থের আয়তন অনেক কমে যায়।

আন্তঃকণা আকর্ষণ বল কাকে বলে ? আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল বা শক্তি কাকে বলে ? আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি কাকে বলে ?

সকল পদার্থই ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত। এই কণাগুলাে একে অপরকে আকর্ষণ করে যাকে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি বলা হয়।

একই পদার্থের ভিন্ন ভিন্ন তাপমাত্রায় ভিন্ন ভিন্ন অবস্থা প্রদর্শন করার কারণ ব্যাখ্যা করো । অথবা তাপমাত্রা পরিবর্তন করে একই পদার্থ কখনাে কঠিন, কখনাে তরল বা কখনাে গ্যাসীয় অবস্থায় রূপান্তর করা যায়।

একই পদার্থ ভিন্ন ভিন্ন তাপমাত্রায় বিভিন্ন অবস্থা অর্থাৎ কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থায় থাকতে পারে। এর কারণ মূলত তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে পদার্থের আন্তঃআণবিক শক্তি ও আন্তঃআণবিক স্থানের পরিবর্তন। আন্তঃআণবিক শক্তির কারণে পদার্থের অভ্যন্তরস্থ অণুসমুহ পরস্পরের সন্নিকটে থাকতে চায়। পদার্থের অণুসমূহ সর্বদই কম্পমান অবস্থায় থাকে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে অণুসমূহের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়। ফলে কম্পন বৃদ্ধি পায় এবং আন্তঃআণবিক শক্তি হ্রাস পায় । অন্যদিকে তাপমাত্রা কমালে অণুসমূহের কম্পন্ন হ্রাস পায় এবং আন্তঃআণবিক শক্তি বৃদ্ধি পায়। এ দুটি বিপরীত ক্রিয়ার ফলে কোনো পদার্থ তিনটি ভিন্ন অবস্থায় উপনীত হয় ।

১. কঠিন অবস্থা:

আন্তঃআণবিক শক্তির তুলনায় অণুসমূহের কম্পন শক্তি অনেক কম হলে অণুসমূহ নির্দিষ্ট অবস্থান বিরাজ করে। ফলে অণুসমূহেৱ মধ্যবর্তী দূরত্ব হ্রাস পায় এবং অণুসমূহ পরস্পর ঘন সন্নিবিষ্ট হয়। ফলে পদার্থ নির্দিষ্ট আকৃতি অর্জন করে এবং কঠিন আকার ধারণ করে।

২. তরল অবস্থাঃ

তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে পদার্থের অণুসমূহ গতিশক্তি অর্জন করে । ফলে পদার্থের অণুর কম্পনশক্তি বৃদ্ধি পায় এবং এত বেশি বৃদ্ধি পায় যে, অণুসমূহ আর নির্দিষ্ট অবস্থানে স্থির না থেকে বিক্ষিপ্তভাবে চলাচল করে। ফলে অণুসমূহের আন্তঃআণবিক শক্তি হ্রাস পায় এবং এক পর্যায়ে কঠিন পদার্থ তার দৃঢ়তা হারিয়ে তরল পদার্থে পরিণত হয় ।

৩. গ্যাসীয় অবস্থাঃ

তাপমাত্রা আরও বৃদ্ধি করলে অণুসমূহের গতিশক্তি এত বৃদ্ধি পায় যে, তারা আন্তঃআণবিক শক্তি ছিন্ন করে পরস্পর হতে অনেক দূরে সরে যায় এবং প্রায় মুক্ত ভাবে চলাচল করে। এ অবস্থায় তরল পদার্থ গ্যাসীয় অবস্থায় পরিণত হয় ।

পদার্থে রূপান্তর বা অবস্থার পরিবর্তন (Transformation of matter) ব্যাখ্যা করো ।

সাধারণত একই পদার্থ কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় এই তিনটি অবস্থাতেই বিরাজ করতে পারে । কোন পদার্থের এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় পরিবর্তনকে পদার্থের রূপান্তর বলে । সাধারণত কঠিন পদার্থে তাপ দিলে তা তরল পদার্থে পরিণত হয় এবং তরল পদার্থে আরো তাপ দিলে তা গ্যাসীয় পদার্থে রূপান্তরিত হয় । গ্যাসকে আবার শীতল করলে তা তরলে এবং আরাে শীতল করলে তরল পদার্থ থেকে কঠিন পদার্থে রূপান্তরিত হয় ।

যেমন- সাধারণতঃ একই পদার্থ তিনটি ভিন্ন অবস্থাতেই থাকতে পারে । যেমনঃ পানি, বরফ ও জলীয় বাষ্প একই পদার্থের তিনটি রূপমাত্র। সাধারণ তাপমাত্রার পানি একটি তরল পদার্থ । ইহাকে ০°C তাপমাত্রায় ঠান্ডা করলে তা কঠিনপানি বা বরফে রূপান্তরিত হয়। এ বরফকে তাপ দিলে তা আবার তরল পানিতে পরিণত হয়। তরল পানিকে 100°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে তা ফুটে গ্যাসীয় পদার্থ বা জলীয় বাষ্পে রূপান্তরিত হয় ।এই বাষ্পকে ঠান্ডা করলে তা আবার তরল পানিতে পরিনত হয় । এই, তরল পানিকে 0°C তাপমাত্রায় ঠান্ডা করলে তা আবারাে কঠিন পানি বা বরফে রূপান্তরিত হয়। অর্থাৎ পানি, বরফ ও জলীয়বাষ্প একই পদার্থের তিনটি রূপ । সমগ্র প্রক্রিয়াটিকে রেখা চিত্রের মাধ্যমে নিম্নরূপে দেখানাে যায়।

কণার গতিতত্ত্ব কাকে বলে ?

আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি এবং কণাগুলাের গতিশক্তি দিয়ে পদার্থের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থা ব্যাখ্যা করার তত্ত্বকেই কণার গতিতত্ত্ব বলা হয়।

কণার গতিতত্ত্বের ব্যাখ্যা করো

আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি এবং কণাগুলাের গতিশক্তি দিয়ে পদার্থের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থা ব্যাখ্যা করা যায় ।
সকল পদার্থই ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত। এই কণাগুলাে একে অপরকে আকর্ষণ করে যাকে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি বলা হয়। আবার কণাগুলাের গতিশক্তিও রয়েছে। আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি এবং কণাগুলাের গতিশক্তি দিয়ে পদার্থের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থা ব্যাখ্যা করার তত্ত্বকেই কণার গতিতত্ত্ব বলা হয়। যখন কণাগুলাের ভেতরকার আকর্ষণ শক্তি বা আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি খুব বেশি থাকে তখন কণাগুলাে খুব কাছাকাছি অবস্থান করে এবং নিজেদের অবস্থান থেকে নড়তে পারে না। এই অবস্থা হচ্ছে কঠিন

চিত্র: কণার গতিতত্ত্ব

অবস্থা। কঠিন পদার্থকে তাপ দেওয়া হলে কণাগুলাে তাপশক্তি গ্রহণ করে কাঁপতে থাকে। যদি আরও বেশি তাপ দেওয়া হয় তাহলে কণাগুলাে এত বেশি কাঁপতে থাকে যে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি কমে যায় এবং কিছুটা গতিশক্তি প্রাপ্ত হয়। পদার্থের এই অবস্থাকে তরল অবস্থা বলে। তরলের নির্দিষ্ট আয়তন থাকলেও নির্দিষ্ট আকার থাকে না। তরল অবস্থার পদার্থকে আরাে বেশি তাপ দেওয়া হলে কণাগুলাে তাপশক্তি নিয়ে গতিশক্তি বৃদ্ধি করতে থাকে এবং একসময় গতিশক্তি এত বেড়ে যায় যে কণাগুলাে আন্তঃকণা আকর্ষণ শক্তি থেকে প্রায় মুক্ত হয়ে বিক্ষিপ্তভাবে ছুটতে থাকে। এই অবস্থাকে গ্যাসীয় অবস্থা বলে। গ্যাসীয় অবস্থায় পদার্থের আর কোনাে নির্দিষ্ট আয়তন থাকে না। তাকে যে আয়তনের পাত্রে রাখা হবে কণাগুলাে সেই আয়তনেই ছােটাছুটি করতে পারবে। গ্যাসীয় অবস্থায় পৌছানাের পর যদি আরও তাপ দেওয়া হয় তখন কণাগুলাে আরও জোরে ছুটতে থাকবে অর্থাৎ গতিশক্তি আরও বেড়ে যাবে।

ব্যাপন কী তা ব্যাখা করো ? ব্যাপন কাকে বলে ?ব্যাপন বলতে কী বুঝ?

কোনাে মাধ্যমে কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থের স্বতঃস্ফূর্ত ও সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।

ব্যাপন প্রক্রিয়ায় কঠিন, তরল কিংবা বায়বীয় পদার্থ উচ্চ ঘনমাত্রার স্থান থেকে নিম্ন ঘনমাত্রার স্থানের দিকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে ছড়িয়ে পড়ে। যেমন: ঘরের এক কোণে কোনাে একটি সুগন্ধির শিশির মুখ খুলে রাখলে কিছুক্ষণের মধ্যে সারা ঘরে সুগন্ধ ছড়িয়ে পড়ে। এটি একটি ব্যাপন প্রক্রিয়া । কোনাে পদার্থ ছড়িয়ে পড়তে সময় কম লাগলে ঐ পদার্থের ব্যাপন হার বেশি এবং কোনাে পদার্থ ছড়িয়ে পড়তে বেশি সময় লাগলে ঐ পদার্থের ব্যাপন হার কম।

ব্যাপন এর বৈশিষ্টসমূহ আলোচনা করো অথবা ব্যাপন প্রক্রিয়ায় শর্তগুলো ব্যাখ্যা করো ।

• ব্যাপনের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব নেই |
• ব্যাপনের ক্ষেত্রে কোনাে কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় পদার্থ উপযুক্ত মাধ্যমে সবদিকে ছড়িয়ে পড়ে |
• ইহা একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া।
• এই প্রক্রিয়ায় পদার্থের কণাগুলো সমানভাবে ছড়িয়ে ।
• ইহা দীর্ঘ সময় স্থায়ী হয়।ইহা একটি ধীর প্রক্রিয়া।

ব্যাপন এর কয়েকটি বাস্তব উদাহরণ দেখাও ।

➣ঘরের এক কোণে কোনাে একটি সুগন্ধির শিশির মুখ খুলে রাখলে কিছুক্ষণের মধ্যে সারা ঘরে সুগন্ধ ছড়িয়ে পড়ে। এটি একটি ব্যাপন প্রক্রিয়া ।

➣বাড়িতে পােলাও কোর্মা রান্না করলে তার সুগন্ধ সবদিকে ছড়িয়ে পড়ে। এটি একটি ব্যাপন প্রক্রিয়া ।

➣এক গ্লাস পানি নিয়ে তাতে এক চামচ চিনি ফেলে দেই । পানি না নেড়ে একটু পরে উপর থেকে একটু পানি মুখে দেই । কোনাে স্বাদ নেই। গ্লাসটি না নেড়ে এভাবে রেখে দেই । পরদিন দেখা যাবে চিনি প্রায় সম্পূর্ণরূপে পানিতে দ্রবীভূত হয়েছে এবং উপরের এক ফোঁটা পানি মুখে দিলে তা মিষ্টি লাগবে ।

ব্যাপনের গুরুত্ব আলােচন কর।

রাসায়নিক ক্ষেত্রে :

ব্যাপনের কারণে কোন দ্রাবক দ্রবে দ্রবীভূত হয়। ব্যাপনের হার যত বেশি , দ্রবণের দ্রাব্যতাও তত বেশি হয় । উদাহরণস্বরূপ, পানিতে এক ফোটা নীল ফেললে তা দ্রুত সমস্ত পানিতে ব্যাপন প্রক্রিয়ায় ছড়িয়ে পড়ে ও সমস্ত পানি নীল হয় ।

দৈনন্দিন জীবনেঃ

ব্যাপনের ফলেই আমরা আতর, সেন্ট ইত্যাদির সুগন্ধ পাই । ব্যাপনের জন্যই আমরা চিনির শরবত তৈরি করতে পারি । আবার ব্যাপনের জন্যেই অগ্নিকুন্ডের আশ পাশ ধোঁয়া ছড়িয়ে পড়ে ও মানুষ কার্বন মনােঅক্সাইডে আক্রান্ত হয়।

উদ্ভিদ জগতে :

১. বায়ুমন্ডল হতে CO2 ব্যাপন প্রক্রিয়ায় পাতায় প্রবেশ করে। সবুজ পাতায় CO2 গ্রহণ ফটোসিনথেটিক প্রক্রিয়ার জন্য আবশ্যক।

২. শ্বসনের জন্য প্রয়ােজনীয় অক্সিজেন ব্যাপন প্রক্রিয়ায় বায়ু থেকে কোষাভ্যন্তরে প্রবেশ করে।

৩. উদ্ভিদদেহের অভ্যন্তরে পানি ও খনিজ লবণের বিভিন্ন অংশে যাতায়াত ব্যাপন প্রক্রিয়ার বিশেষ ভূমিকা পালন করে ।

৪. কোষ ঝিলির মাধ্যমে উদ্ভিদদেহের সর্বত্র তরল পদার্থ ও গ্যাসীয় পদার্থের বিনিময় ব্যাপনের মাধমে ঘটে ।

প্রাণি জগতে :

১. প্রাণিদেহের পরিপাকতন্ত্র থেকে খাদ্যবস্তু ব্যাপন প্রক্রিয়ায় শােষিত হয় ।

২. কোষের ভিতর -বাহির বিভিন্ন পদার্থ যাতায়াত করে ব্যাপন প্রক্রিয়ায় ।

৩. এছাড়া প্রাণিদেহের অভ্যন্তরে বিভিন্ন বিপাক ক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন পদার্থ বিনিময় ব্যাপন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে । উপােরােক্ত আলােচনা থেকে বােঝা যায় যে , আমাদের জীবনে ব্যাপনের গুরুত্ব অপরিসীম।

ব্যাপন হার কাকে বলে? ব্যাপন হার কী ? ব্যাপন হার বলতে কী বোঝো ?

কোনাে মাধ্যমে কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থ একক সময়ে চারদিকে যে পরিমাণ ছড়িয়ে পড়ে তাকেই ব্যাপন হার বলে। অথবা কোনাে মাধ্যমে কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থের একক সময়ে এই পরিব্যাপ্ত হওয়ার ক্ষমতা বা পরিমাণ কে ব্যাপন হার বলে।

ব্যাপন হার কীসের উপর নির্ভরশীল?

ব্যাপন হার বস্তুর ভর এবং ঘনত্বের উপর নির্ভরশীল।

একটি পরীক্ষার সাহায্যে দেখাও যে, তরল মাধ্যমে কঠিন পদার্থ (KMnO4) ব্যাপিত হয় বা ব্যাপন প্রক্রিয়ায় ঘটে ।

কোনাে মাধ্যমে কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থের স্বতঃস্ফূর্ত ও সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে। নিচে একটি পরীক্ষার মাধমে তরল মাধ্যমে কঠিন পদার্থ (KMnO4) ব্যাপিত হওয়া   বা ব্যাপন প্রক্রিয়ায় দেখানো হলো ।

কক্ষ তাপমাত্রায় একটি কাচের পাত্রে কিছু বিশুদ্ধ পানি নিই । এ পানিতে সামান্য গােলাপি বর্ণের কঠিন পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (KMnO4) ছেড়ে দেই । কিছুক্ষণ পর দেখবে KMnO4 দানাগুলাে দ্রবীভূত হয়ে গােলাপি দ্রবণে পরিণত হচ্ছে। এক্ষেত্রে পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেটের কণাগুলাে একে অপর থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে ধীরে ধীরে গতিশক্তি অর্জন করে এবং পানির মাঝে এদিক-সেদিক ছড়িয়ে পড়ে । ফলে বেশ কিছু সময় পর পুরাে পাত্রেই গােলাপি রং ছড়িয়ে পড়েছে। 

চিত্র: পানিতে KMnO4 এর ব্যাপন।

এক্ষেত্রে পানিতে তথা তরল মাধ্যমে কঠিন পদার্থ (KMnO4) ব্যাপিত হয়েছে।

তাপ প্রয়ােগ করলে কঠিন পদার্থের ব্যাপন হার বৃদ্ধি পায় কেন ?

তরলে কঠিন পদার্থের ব্যাপনের হার অনেক কম হয়। এক্ষেত্রে তাপ প্রদান করলে ব্যাপন হার বেশি হয়। কারণ গরম পানি থেকে কঠিন পদার্থের কণাগুলাে তাপ গ্রহণ করেঅধিক গতিশক্তি প্রাপ্ত হয় এবং দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে। অর্থাৎ তাপ প্রয়ােগ করলে কঠিন পদার্থের ব্যাপন হার বৃদ্ধি পায়। যেমন -ঠাণ্ডা পানির চেয়ে গরম পানিতে KMnO4 ব্যাপনের হার বেশি । কারণ গরম পানি থেকে KMnO4 কণাগুলাে তাপ গ্রহণ করে অধিক গতিশক্তি প্রাপ্ত হয় এবং দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে এবং সমগ্র পানিকে গােলাপি বর্ণে পরিণত করে

ঠাণ্ডা পানির চেয়ে গরম পানিতে KMnO4 ব্যাপনের হার বেশি কেন ?

ঠাণ্ডা পানির চেয়ে গরম পানিতে KMnO4 ব্যাপনের হার বেশি । কারণ গরম পানি থেকে KMnO4 কণাগুলাে তাপ গ্রহণ করে অধিক গতিশক্তি প্রাপ্ত হয় এবং দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে এবং সমগ্র পানিকে গােলাপি বর্ণে পরিণত করে

একটি পরীক্ষার সাহায্যে দেখাও যে, তরল মাধ্যমে তরল পদার্থ ব্যাপিত হয় বা ব্যাপন প্রক্রিয়া ঘটে ।

কোনাে মাধ্যমে কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থের স্বতঃস্ফূর্ত ও সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।
নিচে একটি পরীক্ষার সাহায্যে তরল মাধ্যমে তরল পদার্থ ব্যাপিত হওয়া বা ব্যাপন প্রক্রিয়ায় দেখানো হলো ।
কক্ষ তাপমাত্রায় একটি বিকারে কিছু পরিমাণ বিশুদ্ধ পানি নিয়ে এতে সামান্য পরিমাণ তরল নীলের দ্রবণ যােগ করি । কিছুক্ষণের মধ্যে দেখা যাবে বিকারের সমস্ত পানির রং নীল হয়ে গেছে। অর্থাৎ নীলের দ্রবণের কণাগুলাে সমস্ত পানিতে ছড়িয়ে পড়েছে। এক্ষেত্রে পানিতে তরল পদার্থ (নীলের দ্রবণ) ব্যাপিত হয়েছে।

চিত্র: তরল (পানি) মাধ্যমে তরল পদার্থ (নীলের দ্রবণ)।

তরল মাধ্যমে কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় পদার্থের ব্যাপন হার এর ক্রম আলোচনা করো ।

তরল মাধ্যমে কঠিন পদার্থের ব্যাপন হার-এর চেয়ে তরল মাধ্যমে তরল পদার্থের ব্যাপন হার বেশি। তাপের প্রভাবে এই ব্যাপন হার আরও বেশি হয়। কক্ষ তাপমাত্রায় বা গরম অবস্থায় তরল মাধ্যমে গ্যাসীয় পদার্থের ব্যাপন হার সবচেয়ে বেশি হয়। যেমন-

কক্ষ তাপমাত্রায় তরল মাধ্যমে কঠিন KMnO4 এর ব্যাপনের চেয়ে তরল নীলের দ্রবণের ব্যাপনের সময় অনেক কম লাগে । আবার গ্যাসীয় পদার্থের ব্যাপনের সময় আরো কম লাগে ।অর্থাৎ ব্যাপন হার ক্রমটি নিম্নরূপ :কঠিন < তরল< গ্যাসীয় পদার্থ

একটি পরীক্ষার সাহায্য দেখাও যে, অ্যামােনিয়া গ্যাসের ব্যাপন হার হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাসের ব্যাপন হারের চেয়ে বেশি।

দুই মুখ খোলা একটি লম্বা কাচনল নিই । দুই খণ্ড তুলা নিই । এক খণ্ড তুলাকে ঘন হাইড্রোক্লোরিক এসিড (HCl) দ্রবণে এবং অপর খণ্ড তুলা অ্যামােনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NH4OH) দ্রবণে ভিজাই । এবার ঐ লম্বা কাচনলটির এক মুখে হাইড্রোক্লোরিক এসিড দ্রবণে সিক্ত তুলা এবং অপর মুখে অ্যামােনিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণে সিক্ত তুলা দিয়ে বন্ধ করি । এখানে হাইড্রোক্লোরিক এসিড দ্রবণ থেকে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস এবং অ্যামােনিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণ থেকে অ্যামােনিয়া (NH3) গ্যাস ব্যাপিত হবে।

(হাইড্রোক্লোরিক এসিড দ্রবণ) HCl ➔HCl(g)

NH4OH➔NH3+H2O

চিত্র: দুটি গ্যাসের ব্যাপন।

কিছুক্ষণের মধ্যে দেখা যাবে  কাচনলের ভিতরে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস ও অ্যামােনিয়া গ্যাস পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে অ্যামােনিয়াম ক্লোরাইডের (NH4Cl) সাদা ধোঁয়ার সৃষ্টি করেছে।

NH3+HCl = NH4Cl

সাদা ধোঁয়ার অবস্থান কাচনলের ঠিক মাঝামাঝি হবে না। এটি হাইড্রোক্লোরিক এসিড দ্রবণের কাছে এবং অ্যামােনিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণ থেকে দূরে অবস্থান করবে। অর্থাৎ একই সময়ে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস কম দূরত্ব এবং অ্যামােনিয়া গ্যাস বেশি দূরত্ব অতিক্রম করেছে। এ পরীক্ষা থেকে বােঝা যায় যে, অ্যামােনিয়া গ্যাস হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাস থেকে দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে বেশি দূরত্ব অতিক্রম করছে অর্থাৎ অ্যামােনিয়া গ্যাসের ব্যাপন হার হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাসের ব্যাপন হারের চেয়ে বেশি। 

অ্যামােনিয়া গ্যাসের ব্যাপন হার হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাসের ব্যাপন হারের চেয়ে বেশি হওয়ার কারণ ব্যাখ্যা করো। অথবা দুটি পদার্থের মধ্যে কোনটির ব্যাপনের হার বেশি তা ব্যাখ্যা করো ।

অ্যামােনিয়া গ্যাসের ব্যাপন হার হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাসের ব্যাপন হারের চেয়ে বেশি হওয়ার কারণ মূলত এদের আণবিক ভর। যে গ্যাসের আণবিক ভর যত কম তার ব্যাপন হার তত বেশি। এখানে NH3 গ্যাসের আণবিক ভর(14+1×3)=17 এবং HCl গ্যাসের আণবিক ভর(1+35.5)=36.5

অর্থাৎ অ্যামােনিয়া গ্যাসের আণবিক ভর হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাসের আণবিক ভরের চেয়ে কম। তাই অ্যামােনিয়া গ্যাসের ব্যাপন হার হাইড্রোজেন ক্লোরাইড গ্যাসের ব্যাপন হারের চেয়ে বেশি।

H2, He, N2, O2 এবং CO2 গ্যাসগুলাের কোনটির ব্যাপন হার সবচেয়ে কম এবং কোনটির ব্যাপন হার সবচেয়ে বেশি ?

আমরা জানি, যে গ্যাসের আণবিক ভর যত কম তার ব্যাপন হার তত বেশি।

H2  আণবিক ভর (1×2)=2

He আণবিক ভর (1×4)=4

N2 আণবিক ভর (14×2)=28

O2 আণবিক ভর (16×2)=32

CO2আণবিক ভর (12+16×2)=44

অর্থাৎ H2, He, N2, O2 এবং CO2 গ্যাসগুলাের আণবিক ভর যথাক্রমে 2, 4, 28, 32 এবং 44। এই গ্যাসগুলাের মধ্যে H2 এর আণবিক ভর কম। তাই H2 এর ব্যাপন হার বেশি হবে এবং CO2 এর আণবিক ভর বেশি, কাজেই CO2 এর ব্যাপন হার কম হবে।

মিথেন(CH4), অক্সিজেন(O2), প্রোপেন(C3H8) ও বিউটেন(C4H10) গ্যাসের মধ্যে কোনটির ব্যাপন ও নিঃসরণ বেশি হবে?

আমরা জানি, যে গ্যাসের আণবিক ভর যত কম তার ব্যাপন ও নিঃসরণ হার তত বেশি। এখানে,

CH4 আণবিক ভর (12+1×4)=16

O2 আণবিক ভর (16×2)=32

C3H8 আণবিক ভর (12×3+ 1×8)=44

C4H10 আণবিক ভর (12×4+1×10)=58

অর্থাৎ CH4 , O2 , C3H8  এবং C4H10  গ্যাসগুলাের আণবিক ভর যথাক্রমে  16, 32, 44 এবং 58।এই গ্যাসগুলাের মধ্যে CH4 এর আণবিক ভর কম। তাই CH4 এর ব্যাপন হার বেশি হবে ।

নিঃসরণ কাকে বলে ? প্রক্রিয়াটি ব্যাখা করো ।

নিঃসরণ:
সরু ছিদ্রপথে কোনাে গ্যাসের অণুসমূহের উচ্চ চাপের স্থান থেকে নিম্নচাপের স্থানের দিকে সজোরে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে নিঃসরণ বলে।
একটি বেলুনকে ফু দিয়ে ফোলাই । এবারে বেলুনের গায়ে এক টুকরা স্কচটেপ লাগাই । এখন একটি আলপিন দিয়ে কচটেপের উপর দিয়ে বেলুনটিকে ছিদ্র করি । বেলুনের ভিতরের সমস্ত বাতাস ছিদ্রপথ দিয়ে সজোরে বেরিয়ে গিয়ে বেলুনটি চুপসে গেছে ( স্কচটেপ না লাগিয়ে বেলুনটা ফুটো করার চেষ্টা করলে সেটি সশব্দে ফেটে যাবে)। বেলুনের ভেতরে বাতাসের চাপ বেশি ছিল এবং বেলুনের বাইরে বাতাসের চাপ কম ছিল। তাই উচ্চচাপের প্রভাবে ছিদ্রপথ পাওয়ার সাথে সাথে বেলুনের বাতাস নিম্নচাপের স্থানের দিকে ধাবিত হয়েছে। এটি মূলত নিঃসরণ।

নিঃসরণ এর বৈশিষ্টসমূহ আলোচনা করো অথবা নিঃসরণ প্রক্রিয়ায় শর্তগুলো ব্যাখ্যা করো ।

⇨ নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব আছে |
⇨ নিঃসরণের ক্ষেত্রে কেবল গ্যাসীয় পদার্থ গ্যাসীয় মাধ্যমে সরু ছিদ্রপথ দিয়ে সজোরে পাত্র থেকে বের হয়ে আসে।
⇨ ইহা স্বল্প সময় স্থায়ী হয়।
⇨ ইহা একটি দ্রুত প্রক্রিয়া।

নিঃসরণ এর কয়েকটি বাস্তব উদাহরণ দেখাও ।

1. একটি বেলুনকে ফু দিয়ে ফোলাই । এবারে বেলুনের গায়ে এক টুকরা কচটেপ লাগাই । এখন একটি আলপিন দিয়ে কচটেপের উপর দিয়ে বেলুনটিকে ছিদ্র করি । বেলুনের ভিতরের সমস্ত বাতাস ছিদ্রপথ দিয়ে সজোরে বেরিয়ে গিয়ে বেলুনটি চুপসে গেছে (কচটেপ না লাগিয়ে বেলুনটা ফুটো করার চেষ্টা করলে সেটি সশব্দে ফেটে যাবে)। বেলুনের ভেতরে বাতাসের চাপ বেশি ছিল এবং বেলুনের বাইরে বাতাসের চাপ কম ছিল। তাই উচ্চচাপের প্রভাবে ছিদ্রপথ পাওয়ার সাথে সাথে বেলুনের বাতাস নিম্নচাপের স্থানের দিকে ধাবিত হয়েছে। এটি মূলত নিঃসরণ।
2. আমরা যানবাহনে জ্বালানি হিসেবে সিএনজি (CNG: Compressed Natural Gas) ব্যবহার করি। এটি মূলত উচ্চচাপে সংকুচিত মিথেন গ্যাস। যানবাহন চালানাের সময় এটি সিলিন্ডার থেকে সজোরে বেরিয়ে এসে ইঞ্জিনে প্রবেশ করে। অর্থাৎ এখানে নিঃসরণের ঘটনা ঘটে।
3. আবার, বাসাবাড়িতে জ্বালানি হিসেবে আমরা সিলিন্ডারের গ্যাস ব্যবহার করি। এক্ষেত্রে মূলত প্রােপেন ও বিউটেন গ্যাসকে উচ্চচাপে সংকুচিত করে তরল অবস্থায় সিলিন্ডারে ভর্তি করা হয়। চুলা জ্বালানাের সময় যখন সিলিন্ডারের মুখ খুলে দেওয়া হয় তখন এটি গ্যাসে পরিণত হয়ে সজোরে বেরিয়ে আসে। অর্থাৎ এতেও নিঃসরণের ঘটনা পরিলক্ষিত হয়।
4. একটি পাকা কাঁঠাল ঘরের একটি কক্ষে রেখে দিলে তার গন্ধ কাঁঠালের ত্বকের ছিদ্রপথে বের হয়ে বিভিন্ন কক্ষে ছড়িয়ে । পড়ে। ত্বকের ছিদ্রপথে গন্ধ বের হয়ে আসা নিঃসরণ।

তাপ প্রদান করলে ব্যাপনের মতাে নিঃসরণের হারও বৃদ্ধি পায় কেন ?

তাপ প্রদান করলে ব্যাপনের মতাে নিঃসরণের হারও বৃদ্ধি পায়। কারণ প্রদত্ত তাপ থেকে গ্যাসীয় পদার্থের কণাগুলাে তাপ গ্রহণ করে অধিক গতিশক্তি প্রাপ্ত হয় এবং আরো দ্রুত সরু ছিদ্রপথে উচ্চ চাপের স্থান থেকে নিম্নচাপের স্থানের দিকে সজোরে বেরিয়ে আসে ।ফলে নিঃসরণের হারও বৃদ্ধি পায়।

ব্যাপন ও নিঃসরণ এর মধ্যে পার্থক্য নির্ণয় করো ।

ব্যাপন	নিঃসরণ
১.কোনাে মাধ্যমে কঠিন, তরল ও বায়বীয় পদার্থের স্বতঃস্ফূর্ত ও সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ার প্রক্রিয়াকে ব্যাপন বলে।	২.সরু ছিদ্রপথে কোনাে গ্যাসের অণুসমূহের উচ্চ চাপের স্থান থেকে নিম্নচাপের স্থানের দিকে সজোরে বেরিয়ে আসার প্রক্রিয়াকে নিঃসরণ বলে।
২.ব্যাপনের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব নেই |	২.নিঃসরণের ক্ষেত্রে চাপের প্রভাব আছে |
৩.ব্যাপনের ক্ষেত্রে কোনাে কঠিন, তরল বা গ্যাসীয় পদার্থ উপযুক্ত মাধ্যমে সবদিকে ছড়িয়ে পড়ে |	৩.নিঃসরণের ক্ষেত্রে কেবল গ্যাসীয় পদার্থ গ্যাসীয় মাধ্যমে সরু ছিদ্রপথ দিয়ে সজোরে পাত্র থেকে বের হয়ে আসে।
৪.ইহা একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া।	৪.ইহা একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া নয় ।
৫. ইহা দীর্ঘ সময় স্থায়ী হয়।	৫. ইহা স্বল্প সময় স্থায়ী হয়।
৬. ইহা একটি ধীর প্রক্রিয়া।	৬. ইহা একটি দ্রুত প্রক্রিয়া।

দেখাও যে, কোনো কোনো ক্ষেত্রে প্রথমে নিঃসরণ তারপরে ব্যাপনের ঘটনা ঘটবে।

রান্নার কাজে জ্বালানি হিসেবে আমরা সিলিন্ডারের গ্যাস ব্যবহার করি। আমরা যদি শুধু সিলিন্ডারের মুখ খুলে দেই এবং আগুন না ধরাই তবে সিলিন্ডার থেকে প্রথমে সরু ছিদ্রপথ দিয়ে গ্যাস বের হয়ে আসবে অর্থাৎ এক্ষেত্রে নিঃসরণের ঘটনা ঘটে। এরপর সিলিন্ডার থেকে বেরিয়ে আসা ঐ গ্যাস ঘরের চারদিকে ধীরে ধীরে ছড়িয়ে পড়বে। এক্ষেত্রে ব্যাপনের ঘটনা ঘটবে। অর্থাৎ এক্ষেত্রে প্রথমে নিঃসরণ তারপরে ব্যাপনের ঘটনা ঘটে।

আবার একটি পাকা কাঁঠাল ঘরের একটি কক্ষে রেখে দিলে তার গন্ধ কাঁঠালের ত্বকের ছিদ্রপথে বের হয়ে বিভিন্ন কক্ষে ছড়িয়ে পড়ে। ত্বকের ছিদ্রপথে গন্ধ বের হয়ে আসা নিঃসরণ এবং বের হওয়ার পর বিভিন্ন কক্ষে ছড়িয়ে পড়া ব্যাপন।
অর্থাৎ এক্ষেত্রে প্রথমে নিঃসরণ তারপরে ব্যাপনের ঘটনা ঘটে।

ব্যাপন ও নিঃসরণ কীসের উপর নির্ভরশীল?

ব্যাপন ও নিঃসরণ বস্তুর ভর এবং ঘনত্বের উপর নির্ভরশীল। বস্তুটির ভর এবং ঘনত্ব যত বেশি হবে ব্যাপন ও নিঃসরণের হার তত হ্রাস পাবে।

মােম কী ?

মােম হলাে বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনের মিশ্রণ।

হাইড্রোকার্বন কাকে বলে ?

শুধুমাত্র কার্বন ও হাইড্রোজেন এর সমন্বয়ে গঠিত জৈব যৌগসমূহকে হাইড্রোকার্বন বলে।

মােমের জ্বলনে আমরা মােমের কঠিন, তরল এবং গ্যাসীয় এই তিনটি অবস্থাই দেখতে পাই। ব্যাখ্যা করো ?

মােমের জ্বলনে আমরা মােমের কঠিন, তরল এবং গ্যাসীয় এই তিনটি অবস্থাই দেখতে পাই। হাইড্রোজেন এবং কার্বন মিলে গঠিত জৈব যৌগই হলাে হাইড্রোকার্বন। আর মােম হলাে বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনের মিশ্রণ ।

চিত্র: মােমবাতি জ্বলন

মােমের মধ্যে একটি সুতা থাকে। এ সুতাতে আগুন জ্বালালে সুতার চারদিকে হাইড্রোকার্বন অণুগুলো তাপে গলে তরলে পরিণত হয়। ঐ তরল মােম আগুনের তাপে প্রথমে বাষ্পে পরিণত হয়। অতএব ঐ বাষ্পীয় মােম বাতাসের অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে কার্বন ডাই-অক্সাইড, জলীয় বাষ্প, আলাে এবং তাপ উৎপন্ন করে। তরল মােমের কিছু অংশ ঠাণ্ডা হলে কঠিন মােমে পরিণত হয়। অর্থাৎ তাপের প্রভাবে মােমের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় এই তিন অবস্থারই অস্তিত্ব পাওয়া যায়।

গলন কী ?

তাপ প্রয়ােগে কোনাে পদার্থের কঠিন অবস্থা থেকে তরল অবস্থায় রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে গলন বলে।
গলনাঙ্ক কাকে বলে ?

1 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে তাপ প্রদানের ফলে যে তাপমাত্রায় কোনাে কঠিন পদার্থ তরলে পরিণত হয় সেই তাপমাত্রাকে উক্ত কঠিন পদার্থের গলনাঙ্ক বলে। প্রত্যেক বিশুদ্ধ কঠিন পদার্থের একটি নিদিষ্ট গলনাঙ্ক থাকে। যেমন 1 বায়ুমন্ডলীয় চাপে বরফের গলনাঙ্ক 0°C।

স্ফুটন কী ?

তাপ প্রয়ােগ করে তরলকে গ্যাসে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে স্ফুটন বলে।

স্ফুটনাঙ্ক কাকে বলে ?

1 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে তাপ প্রদানের ফলে যে তাপমাত্রায় কোনাে তরল পদার্থ গ্যাসীয় পদার্থে পরিণত হয় সেই তাপমাত্রাকে উত্ত তরল পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক বলে। প্রত্যেক বিশুদ্ধ তরলের একটি নির্দিষ্ট স্ফুটনাঙ্ক থাকে। যেমন- 1 বায়ুমন্ডলীয় চাপে পানির স্ফুটনাঙ্ক 100°c।

ঘনীভবন কাকে বলে?

কোনাে বাষ্পকে শীতল করে তা তরলে পরিণত করার প্রক্রিয়াকে ঘনীভবন বলে। যেমন- জলীয় বাষ্প তাপশক্তি নির্গত করে ঠাণ্ডা হয়ে পানিতে পরিণত হয়। এটি ঘনীভবন প্রক্রিয়ার উদাহরণ।

স্ফুটন ও ঘনীভবন এর মধ্যে পার্থক্য নির্ণয় করো ।

স্ফুটন ও ঘনীভবন এর মধ্যে পার্থক্য নিম্নরূপ :

স্ফুটন	ঘনীভবন
১.তাপ প্রয়ােগ করে তরলকে গ্যাসে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াকে স্ফুটন বলে।	১. তাপ সরিয়ে নিয়ে কোনো গ্যাসকে তরলে রূপান্তরিত করার প্রক্রিয়াকে ঘনীভবন বলে।
২. এই প্রক্রিয়ায় তাপ প্রদান করতে হয় ।	২. এই প্রক্রিয়ায় তাপ হ্রাস করতে হয় ।
৩. স্ফুটনে তরল গ্যাসে রূপান্তর হয় ।	৩.ঘনীভবনে গ্যাস তরলে রূপান্তরিত হয় ।

কঠিন পদার্থের গলনাঙ্ক নির্ণয় পদ্ধতি বর্ণনা করো।

একটি বিশুদ্ধ কঠিন পদার্থ ইউরিয়া (CH4N2O)/ H2N-CO-NH2 সারের গলনাঙ্ক  নির্ণয় পদ্ধতি নিচে বর্ণনা করা হলো । এক্ষেত্রে প্রথমে একটি ত্রিপদী স্ট্যান্ডের উপর তারজালি রেখে তার উপর একটি ওয়াচ গ্লাস রাখি । এবার ঐ ওয়াচ গ্লাসের উপর কিছু পরিমাণ ইউরিয়া সার রাখি । এবার একটি স্ট্যান্ডের সাথে সুতা দিয়ে থার্মোমিটারকে বেঁধে থার্মোমিটারের বাল্বকে ইউরিয়ার মধ্যে প্রবেশ করাই । এবার একটি বার্নার দিয়ে ইউরিয়াকে তাপ দেই ।

চিত্র: ইউরিয়ার গলনাঙ্ক নির্ণয়

তাপ দেওয়ার এক পর্যায়ে দেখা যাবে 133°C তাপমাত্রায় ইউরিয়া সার গলতে শুরু করেছে এবং ঐ তাপমাত্রায় সকল ইউরিয়া সার গলে যাবে। এই 133°C তাপমাত্রাই ইউরিয়ার গলনাঙ্ক।

একটি অবিশুদ্ধ পদার্থ (মােমের) গলনাঙ্ক নির্ণয় পদ্ধতি বর্ণনা করো

একটি অবিশুদ্ধ পদার্থ মােমের গলনাঙ্ক নির্ণয় পদ্ধতি নিচে বর্ণনা। মােম কিছু পদার্থের মিশ্রণ। মােমের গলনাঙ্ক নির্ণয় করতে হলে প্রথমে মােমকে চূর্ণ করে পাউডার বা গুঁড়ায় পরিণত করি । এরপর মােমের গুঁড়াকে একটি এক মুখ বন্ধ কাচনলে নিয়ে সেখানে একটি থার্মোমিটার রাখি । এবারে কাচনলটি বিকারের পানিতে এমনভাবে ডুবাই যেন কাচনলের খােলা মুখে পানি প্রবেশ করতে না পারে। এখন বিকারটিতে ধীরে ধীরে তাপ প্রদান করি ।

চিত্র: মােমের গলনাঙ্ক নির্ণয়

যেহেতু অবিশুদ্ধ পদার্থের গলনাঙ্ক বিশুদ্ধ পদার্থ থেকে কম হয়। স্ফুটনাঙ্ক বিশুদ্ধ থেকে বেশি হয়। মিশ্র পদার্থের সুনির্দিষ্ট গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক থাকে না। সেহেতু এক পর্যায়ে দেখা যাবে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় মােম না গলে তাপমাত্রার একটি পরিসরে (range) মােম গলতে থাকে এবং তাপমাত্রার এই পরিসরই হলাে মােমের গলনাঙ্ক।

গলনাঙ্ক নির্ণয় প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কোনাে কঠিন পদার্থ বিশুদ্ধ নাকি অবিশুদ্ধ তা কীভাবে নির্ণয় করা যায়।

অবিশুদ্ধ পদার্থের গলনাঙ্ক বিশুদ্ধ পদার্থ থেকে কম হয়। যেহেতু প্রত্যেক বিশুদ্ধ কঠিন পদার্থের একটি নির্দিষ্ট গলনাঙ্ক থাকে সেহেতু কঠিন পদার্থ একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গলে থাকে। যদি দেখা যায় কোনাে কঠিন পদার্থ তার গলনাঙ্ক ছাড়া অন্য কোনাে তাপমাত্রায় গলছে সেক্ষেত্রে ধরে নিতে হবে কঠিন পদার্থটি বিশুদ্ধ নয়। আবার যদি দেখা যায় কঠিন পদার্থটি একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার পরিসরে গলতে থাকে তাহলেও কঠিন পদার্থটি বিশুদ্ধ নয়। যেমন-1 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে বিশুদ্ধ সালফারের গলনাঙ্ক 119°c। কিন্তু কোনাে একটি সালফার নমুনার গলনাঙ্ক নির্ণয় করার সময় যদি দেখা যায় ঐ সালফার নমুনা 119°C অপেক্ষা কম তাপমাত্রায় গলছে, তবে বুঝতে হবে ঐ নমুনা সালফার বিশুদ্ধ নয় এটি ভেজাল যুক্ত সালফার। এভাবে গলনাঙ্ক নির্ণয় প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কোনাে কঠিন পদার্থ বিশুদ্ধ নাকি অবিশুদ্ধ তা নির্ণয় করা যায়।

তরল পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক নির্ণয়ের পদ্ধতি বর্ণনা করো ।

যে তরল পদার্থের স্ফুটনাঙ্ক নির্ণয় করতে হবে ঐ তরল পদার্থ (যেমন— পানি) এর কিছু পরিমাণ একটি বিকারে নিই । এই বিকারের মধ্যে 1 টি থার্মোমিটার যুক্ত করি । এখন সতর্কতার সাথে বুনসেন বার্নার দিয়ে বিকারটিকে উত্তপ্ত করি । এক পর্যায়ে সমস্ত পানি একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় বাষ্পে পরিণত হতে শুরু করবে। এই তাপমাত্রাই পানির স্ফুটনাঙ্ক। যেমন- পানিকে বিকারে নিয়ে উত্তপ্ত করলে 100°C তাপমাত্রায় সমস্ত পানি বাষ্পে পরিণত হয়। অর্থাৎ পানির স্ফুটনাঙ্ক 100°C (1 atm চাপে)। যেহেতু প্রত্যেক বিশুদ্ধ তরলের স্ফুটনাঙ্ক নির্দিষ্ট সেহেতু একাধিক তরলের একই স্ফুটনাঙ্ক হতে পারে না। আবার, কোনাে তরলে ভেজাল মিশ্রিত থাকলে সেটি তার স্ফুটনাঙ্ক ব্যতীত ভিন্ন তাপমাত্রায় ফুটতে থাকে।

চিত্র: পানির স্ফুটনাঙ্ক নির্ণয়।

যেমন—পানিতে সামান্য পরিমাণ অ্যালকোহল যােগ করলে 100°C তাপমাত্রা না হয়ে অন্য কোনাে তাপমাত্রায় এটি ফুটবে। এভাবে স্ফুটনাঙ্কের মাধ্যমে কোনাে তরল পদার্থ বিশুদ্ধ নাকি অবিশুদ্ধ তা নির্ণয় করা যায়।

গলন এবং স্ফুটনের সময় তাপ দেওয়া হলেও তাপমাত্রার পরিবর্তন হয় না কেন তা ব্যাখ্যা করো ।

গলন এবং স্ফুটনের সময় তাপ দেওয়া হলেও তাপমাত্রার পরিবর্তন হয় না কারণ – এই সময় যে তাপ দেওয়া হয় সেই তাপটুকু পদার্থের অবস্থার পরিবর্তন করে অর্থাৎ কঠিন থেকে তরল কিংবা তরল থেকে গ্যাসে পরিবর্তন করে।

একটি কঠিন পদার্থকে তাপ দিয়ে প্রথমে তরল পরে তরলকে বাষ্পে পরিণত করলে কী ঘটবে তা একটি পরীক্ষার ও লেখচিত্রের সাহায্যে বর্ণনা করো । অথবা বরফে তাপ প্রদানের লেখচিত্রটি বর্ণনা করো ।

একটি কঠিন পদার্থকে (বরফ ) তাপ দিয়ে প্রথমে তরল পরে তরলকে বাষ্পে পরিণত করলে যা ঘটে তা নিচে বর্ণনা করা হলো:

কয়েক টুকরা বরফকে একটি বিকারে নিয়ে সেটিতে ধীরে ধীরে তাপ প্রদান করি এবং একটি থার্মোমিটারের সাহায্যে সারাক্ষণ এর তাপমাত্রা পরিমাপ করি । ধরি , কঠিন বরফ খণ্ডগুলাের প্রাথমিক তাপমাত্রা ছিল –40°C।

চিত্র: জলীয় বাষ্পকে শীতলকরণের লেখচিত্র।

লেখচিত্র থেকে দেখা যায়, শুরুতে জলীয় বাষ্পের তাপমাত্রা140°C I এই জলীয় বাষ্পকে শীতল বা ঠাণ্ডা করে যখন তাপমাত্রা 140°C থেকে কমিয়ে 100°C এ নিয়ে যাওয়া হয় তখন জলীয় বাষ্প পানিতে পরিণত হতে শুরু করে। যতক্ষণ জলীয় বাষ্প পানিতে পরিণত হতে থাকে ততক্ষণ পানির তাপমাত্রা 100°C থাকে। এরপরও পানিকে ঠাণ্ডা করতে থাকলে পানির তাপমাত্রা কমতে থাকে। ঠাণ্ডা করতে করতে যখন পানির তাপমাত্রা ০°C তাপমাত্রায় পৌঁছে তখন তরল পানি কঠিন বরফে পরিণত হতে শুরু করে। এরপরেও পানিকে ঠাণ্ডা করলে পানির তাপমাত্রা আর কমে না। যখন সমস্ত তরল পানি কঠিন বরফে পরিণত হয় তখন বরফের তাপমাত্রা ০°C থেকে কমতে থাকে। চিত্রে 40°C তাপমাত্রা পর্যন্ত বরফের তাপমাত্রা কমানাে দেখানাে হয়েছে।

পানির বাম্পকে নিয়ে শীতল করে প্রাপ্ত ডাটাগুলােকে একটি গ্রাফ পেপারের x অক্ষে সময় এবং Y অক্ষে তাপমাত্রা নিয়ে লেখচিত্র অঙ্কন করলে কী ঘটে তা বর্ণনা করো। অথবা জলীয় বাষ্পকে শীতলকরণের লেখচিত্রটি বর্ণনা করো ।

পানির বাম্পকে নিয়ে শীতল করে প্রাপ্ত ডাটাগুলােকে একটি গ্রাফ পেপারের x অক্ষে সময় এবং Y অক্ষে তাপমাত্রা নিয়ে লেখচিত্র অঙ্কন করলে নিম্নরূপ রেখা পাওয়া যাবে:

চিত্র: জলীয় বাষ্পকে শীতলকরণের লেখচিত্র।

লেখচিত্র থেকে দেখা যায়, শুরুতে জলীয় বাষ্পের তাপমাত্রা 140°CI এই জলীয় বাষ্পকে শীতল বা ঠাণ্ডা করে যখন তাপমাত্রা 140°C থেকে কমিয়ে 100°C এ নিয়ে যাওয়া হয় তখন জলীয় বাষ্প পানিতে পরিণত হতে শুরু করে। যতক্ষণ জলীয় বাষ্প পানিতে পরিণত হতে থাকে ততক্ষণ পানির তাপমাত্রা 100°C থাকে। এরপরও পানিকে ঠাণ্ডা করতে থাকলে পানির তাপমাত্রা কমতে থাকে। ঠাণ্ডা করতে করতে যখন পানির তাপমাত্রা ০°C তাপমাত্রায় পৌঁছে তখন তরল পানি কঠিন বরফে পরিণত হতে শুরু করে। এর পরেও পানিকে ঠাণ্ডা করলে পানির তাপমাত্রা আর কমে না। যখন সমস্ত তরল পানি কঠিন বরফে পরিণত হয় তখন বরফের তাপমাত্রা ০°C থেকে কমতে থাকে। চিত্রে 40°C তাপমাত্রা পর্যন্ত বরফের তাপমাত্রা কমানাে দেখানাে হয়েছে।

গলনাঙ্ক রেখা কাকে বলে ?

গলনাঙ্কের তাপমাত্রায় যে সরলরেখা পাওয়া যায় তাকে গলনাঙ্ক রেখা বলা হয়।

স্ফুটনাঙ্ক রেখা কাকে বলে? স্ফুটনাঙ্ক রেখা কী? স্ফুটনাঙ্ক রেখা বলতে কী বোঝ?

স্ফুটনাংকের তাপমাত্রায় যে সরলরেখা পাওয়া যায় তাকে স্ফুটনাঙ্ক রেখা বলে।

বাষ্পীভবন কাকে বলে ? বাষ্পীভবন কী ? বাষ্পীভবন বলতে কী বুঝো ?

কোনাে তরলকে তাপ প্রদান করে ঐ তরল পদার্থকে বাষ্পে পরিণত করার প্রক্রিয়াকে বাষ্পীভবন বলে। যেমন— চায়ের কাপে গরম চা রাখলে ঐ গরম চা থেকে পানি বাষ্পাকারে উড়ে যায়। এটি বাষ্পীভবনের উদাহরণ।

পাতন কাকে বলে ? পাতন কী ? পাতন বলতে কী বুঝো ?

কোনাে তরলকে তাপ প্রদানে বাষ্পে পরিণত করে তাকে পুনরায় শীতলীকরণের মাধ্যমে তরলে পরিণত করার পদ্ধতিকে পাতন বলে। অর্থাৎ
পাতন = বাষ্পীভবন + ঘনীভবন (Distillation = Vaporization + Condensation)

ঊর্ধ্বপাতন কাকে বলে ? ঊর্ধ্বপাতন কী ? ঊর্ধ্বপাতন বলতে কী বুঝো ?

যে প্রক্রিয়ায় কোনাে কঠিন পদার্থকে তাপ প্রদান করা হলে সেগুলাে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাস্পে পরিণত হয়, সেই প্রক্রিয়াকে ঊর্ধ্বপাতন বলে। যেমন-কঠিন ন্যাপথলিনকে তাপ দিলে সেটি তরল না হয়ে সরাসরি গ্যাসীয় পদার্থে পরিণত হয়।

ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ কাকে বলে ? উদ্বায়ী পদার্থ কী ?

যেসব পদার্থকে তাপ প্রদান করলে সেগুলাে তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় তাদেরকে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলা হয়। যেমন- নিশাদল (NH4Cl), কর্পূর (C10H16O), ন্যাপথলিন (C10H8), কঠিন কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO2), আয়ােডিন (I2), অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড (AlCl3)ইত্যাদি ।

একটি পরীক্ষার সাহায্য ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ বা উদ্বায়ী পদার্থ এর ঊর্ধ্বপাতন ব্যাখ্যা করো ।

একটি বিকারে কিছু পরিমাণ কঠিন অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড (AlCl3) লবণ নিয়ে এর খােলা মুখ একটি কাচের ঢাকনা দিয়ে ঢেকে দেই । কাচের ঢাকনার উপর কিছু বরফ রাখি । এরপর ধীরে ধীরে বিকারটিতে তাপ প্রদান করি । তাপ প্রদানে দেখা যাবে কঠিন  AlCl3 গ্যাসীয় AlCl3 এ পরিণত হচ্ছে। সেটি উপরে উঠে ঢাকনায় গিয়ে শীতল হয়ে কঠিন AlCl3 হিসাবে ঢাকনার নিচে জমা হয়েছে।

 

 চিত্র: উদ্বায়ী পদার্থের ঊর্ধ্বপাতন 

কঠিন পদার্থের মিশ্রণ থেকে উর্ধ্বপাতিত পদার্থকে কীভাবে পৃথক করবে ?

কোনাে কঠিন পদার্থের মিশ্রণের মধ্যে একটি উর্ধ্বপাতিত পদার্থ মিশ্রিত থাকলে ঐ ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থকে মিশ্রণ থেকে পৃথক করা যায়। কঠিন অবস্থায় ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থে তাপ প্রয়ােগ করতে থাকলে এটি  সহজেই বাষ্পীভূত হয়। যেমন: নিশাদল বা অ্যামােনিয়াম ক্লোরাইড (NH4Cl) এর সাথে খাদ্য লবণ (NaCl) মিশ্রিত থাকলে ঊর্ধ্বপাতন পদ্ধতির মাধ্যমে নিশাদলকে পৃথক করা যাবে । মিশ্রণটিতে তাপ প্রয়ােগ করতে থাকলে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ অ্যামােনিয়াম ক্লোরাইড তরলে পরিণত না হয়ে সহজেই বাষ্পীভূত হয় এবং মিশ্রণ থাকা পৃথক হয় ।

আয়ােডিন মিশ্রিত খাদ্য লবণ থেকে কীভাবে আয়ােডিন পৃথক করা যায় ?

আয়ােডিন মিশ্রিত খাদ্য লবণের মধ্যে আয়ােডিন একটি ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ। কাজেই ঐ আয়ােডিন মিশ্রিত খাদ্য লবণের মিশ্রণকে তাপ দিলে আয়ােডিন তরলে পরিণত না হয়ে সহজেই বাষ্পীভূত হয়। ঐ বাষ্পকে ঠাণ্ডা করে কঠিন আয়ােডিনে পরিণত করা যায়। এভাবে ঊর্ধ্বপাতন পদ্ধতিতে আয়ােডিন মিশ্রিত খাদ্য লবণ থেকে আয়ােডিনকে পৃথক করা যায়।

বালি এবং গ্লুকোজের মিশ্রণে তাপ দিয়ে উপাদানগুলোকে আলাদা করা যায়না কেন ?

বালি এবং গ্লুকোজের মিশ্রণের মধ্যে কোনাে ঊর্ধ্বপাতিত পদার্থ নেই। কাজেই তাপ প্রয়ােগ করে বালি এবং গ্লুকোজকে মিশ্রণ থেকে উপাদানগুলোকে আলাদা করা যায় না।

ড্রাই আইস [CO2(s)] কে তাপ প্রদানে বক্ররেখা কেমন পাওয়া যাবে ? বিশ্লেষণ করো ।

যে সকল কঠিন পদার্থকে তাপ দিলে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয় এবং বাম্পকে ঠাণ্ডা করলে সরাসরি কঠিনে পরিণত হয় তাদেরকে উর্ধ্বপাতিত পদার্থ বলে। ড্রাই আইস একটি উর্ধ্বপাতিত পদার্থ। তাই এর কোনাে তরল অবস্থা নেই। কঠিন ড্রাই আইসকে উত্তপ্ত করলে তা তরলে পরিণত না হয়ে সরাসরি বাম্পে পরিণত হয়। অর্থাৎ তাপীয় বক্ররেখায় দুইটি মাত্র অবস্থা( কঠিন ও বাষ্প) পাওয়া যাবে । কঠিন ড্রাই আইসকে তাপ দিলে এটি প্রথমে গরম হতে থাকে এবং নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় পৌঁছার পর সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়। এ সময় তাপমাত্রার কোনাে পরিবর্তন হবে না। কারণ এই সময় প্রয়োগকৃত তাপ CO2(s) কে CO2(g) এ পরিণত করতে ব্যবহৃত হয় । ড্রাই আইসের ক্ষেত্রে তাপ প্রদানের বক্ররেখাটি হলাে—

লেখচিত্র থেকে দেখা যায়, CO2(s)  কঠিন অবস্থা (A-B) থেকে সরাসরি বাস্প অবস্থা (C-D) তে পরিণত হয়েছে 

এক্ষেত্রে  প্রথমে A-B বরাবর কঠিন CO2(s) এর তাপমাত্রা বেড়েছে । তারপর B-C বরাবর CO2(s) বাষ্পে পরিণত হচ্ছে । B-C বরাবর কঠিন CO2(s) ও CO2(g) বাষ্প উভয়ই অবস্থান করে । এই সময় তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন হয়না । কারণ এই সময় প্রয়োগকৃত তাপ কঠিন CO2(s) কে CO2(g) বাষ্পে পরিণত করতে ব্যবহৃত হয় ।  এরপর সম্পূর্ণ কঠিন CO2(s) বাস্পে পরিণত হলে আবার সময়ের সাথে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেতে থাকে । অর্থাৎ  C-D বরাবর CO2(g) বাষ্পের তাপমাত্রা বাড়তে থাকবে । ফলে   CD রেখা উর্ধমুখী হতে থাকবে।

নিশাদল (NH4Cl), কর্পূর (C10H16O), ন্যাপথলিন (C10H8), কঠিন কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO2), আয়ােডিন (I2), অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড (AlCl3)ইত্যাদি পদার্থকে  তাপ প্রদানে  বক্ররেখা কেমন পাওয়া যাবে ?