पदार्थ तीन अलग-अलग अवस्थाओं ठोस, तरल और गैस में मौजूद होता है। पदार्थ की ये अवस्थाएं अंतर-आण्विक बलों में अंतर और अंतर-आणविक स्थान की सीमा के कारण उत्पन्न होती हैं।
आज इस ब्लॉग पोस्ट के सहयोग से आज जानेंगे की पदार्थ की कितनी अवस्थाये हैं | इनके प्रकार उदहारण के बारे में |
पदार्थ की अवस्थाएं States of matter :
मुख्य रूप से पदार्थ की तीन अवस्थाएं होती है |
- ठोस अवस्था (solid state)
- द्रव या तरल अवस्था (liquid state)
- गैस अवस्था (gas state)
ठोस अवस्था Solid state:
किसी पदार्थ की इस अवस्था में, पदार्थों का एक निश्चित द्रव्यमान, आयतन और आकार होता है वह पदार्थ की ठोस अवस्था कहलाता है |
उदाहरण- लकड़ी, मेज, कलम, किताब आदि |
पदार्थ की ठोस अवस्था के अवयव कणों के बीच अंतराआण्विक रिक्त स्थान कम होता है,
लेकिन ठोस पदार्थ में अंतराआण्विक बल अधिक प्रबल और शक्तिशाली होते हैं।
इसलिए ,ठोस पदार्थों के संघटक कण जैसे परमाणु, अणु या आयन गति नहीं कर सकते हैं लेकिन केवल अपनी मध्य स्थिति में दोलन (oscillate) कर सकते हैं।
यही कारण है कि ठोस असंपीड्य (जिसे दबाया न जा सके) और कठोर होते हैं अर्थात् उनका निश्चित आकार और आकार होता है।
ठोस पदार्थ में मजबूत अंतर-आणविक बलों की उपस्थिति के कारण, ये अत्यधिक सघन होते हैं|
और आमतौर पर इन ठोस पदार्थों का गलनांक उच्च होता है।
ठोस पदार्थों का वर्गीकरण classification of solids :
इन्हें दो समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है।
1)क्रिस्टलीय ठोस (Crystalline solid)
2)अक्रिस्टलीय ठोस (Amorphous solid)
1) क्रिस्टलीय ठोस (Crystalline solid) :
इनमें बड़ी संख्या में क्रिस्टल होते हैं। एक क्रिस्टल में, कणों की व्यवस्था नियमित होती है|
जैसे सोडियम क्लोराइड, हीरा, क्वार्ट्ज क्रिस्टलीय, ग्रेफाइट आदि।
2)अक्रिस्टलीय ठोस (Amorphous solid) :
इनमें अनियमित आकार के कण होते हैं। अक्रिस्टलीय ठोस में कणों की व्यवस्था अव्यवस्थित होती है।
जैसे, रबर और प्लास्टिक।
अक्रिस्टलीय ठोस को छद्म ठोस (pseudo solid) या अतिशीतित द्रव (supercooled liquid) भी कहा जाता है।
तरल अवस्था liquid state:
इस तरल अवस्था में पदार्थों का कोई निश्चित आकार नहीं होता है, लेकिन एक निश्चित आयतन होता है।
ये जिस पात्र या बर्तन में रखे जाते हैं उसी का आकार ग्रहण कर लेते हैं।
जैसे, पानी, तेल, दूध, आदि।
तरल पदार्थ की ऊपरी सतह हमेशा समतल होती है, चाहे कंटेनर का आकार कुछ भी हो।
सभी तरल पदार्थ बहते हैं और अपना आकार बदलते हैं, इसलिए वे कठोर नहीं होते हैं और तरल कहलाते हैं।
तरल पदार्थ पदार्थ हैं जो बह सकते हैं।
किसी भी तरल पदार्थों में, अंतर-आणविक बल कणों को एक साथ रखने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं होते हैं,
यही कारण है कि वे कम सघन रूप से संकुचित होते हैं।
हालाँकि, बल अभी भी पर्याप्त हैं ताकि कण एक दूसरे के वातावरण से बच न सकें,
इसलिए उनके पास पर्याप्त गतिशीलता और निश्चित आयतन है।
गैसीय अवस्था Gaseous state :
इस अवस्था में पदार्थ का कोई निश्चित आकार और आयतन नहीं होता है।
वे केवल उस बर्तन के आकार और आकार पर कब्जा कर लेते हैं जिसमें उन्हें रखा जाता है।
उदा. वायु, H2, O2, N2, आदि
गैसीय अवस्था में, अंतर-आणविक बल बहुत कमजोर होते हैं, इसलिए अणुओं के बीच अंतर-आणविक स्थान बहुत बड़े होते हैं।
यही कारण है कि ठोसों और द्रवों की तुलना में गैसें अत्यधिक संपीड्य होती हैं।
जिस बर्तन में इन्हें रखा जाता है, उसमें गैसें भी प्रवाहित होती हैं, इसलिए इन्हें द्रव भी कहा जाता है।
इसके अलावा, तरल और ठोस की तुलना में कमजोर अंतर-आणविक बलों के कारण गर्म होने पर गैसों का तरल और ठोस की तुलना में अधिक विस्तार होता है।
पदार्थ की दो और अवस्थाएँ Two more states of matter :
आजकल पदार्थ की दो या दो से अधिक अवस्थाओं की चर्चा होती है, लेकिन ये अवस्थाएँ ताप और दाब की चरम स्थितियों में ही होती हैं।
ये निम्नलिखित हैं|
1)प्लाज्मा Plasma
2) बोस आइंस्टीन कंडेनसेट Bose Einstein Condensate
1) प्लाज्मा Plasma :
यह प्लाज्मा अवस्था पदर्थ की चौथी अवस्था है |
पदार्थ की प्लाज्मा अवस्था आयनों और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गैस है। प्लाज्मा वह अवस्था है जिसमें कण अति आवेशित और अति उत्तेजित अवस्था में होते हैं।
जब हम किसी गैसीय पदार्थ को गैसीय अवस्था में अधिक ऊर्जा देते हैं तो उसके अवयवी कण उसके परमाणु से इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन उत्सर्जित करते हैं। जिसके कारण पदार्थ आयनीकृत हो जाता है।
इस प्रकार हमें पदार्थ के परमाणुओं, इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉनों और आवेशित कणों की गैस प्राप्त होती है। इसको पदार्थ की चौथी अवस्था प्लाज्मा कहते हैं |
प्लाज़्मा की पहली बार 1879 में सर विलियम क्रुक्स द्वारा क्रूक्स ट्यूब में पहचान की गई थी, जिन्होंने इसे “चमकदार पदार्थ” नाम दिया था।
क्रुक्स ट्यूब की “कैथोड रे” प्रकृति को बाद में 1897 में ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी सर जे जे थॉमसन द्वारा पहचाना गया।
यह पदार्थ की चौथी अवस्था प्लाज्मा का निर्माण लैब में बनाया जाता है |
क्योकि पृथ्वी पर कहीं भी प्राकृतिक रूप से 10,000 डिग्री सेंटीग्रेड जैसा ऊंचा तापमान नहीं होता,
इसलिए यहां प्लाज़्मा प्राकृतिक रूप से नहीं पाया जाता।
पदार्थ की इस अवस्था को बनाने के लिए विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके उदासीन गैसों को आयनित किया जाता है।
फ्लोरेसेंट ट्यूब (हीलियम या किसी अन्य गैस से भरा हुआ) नियोन साइन बल्ब (नियॉन से भरा हुआ) प्लाज्मा से बना होता है।
सूर्य और तारे उनमें प्लाज्मा की उपस्थिति के कारण चमकते हैं।
प्लाज्मा बहुत अधिक तापमान के कारण तारों का निर्माण करता है।
2) बोस आइंस्टीन कंडेनसेट Bose Einstein Condensate :
पदार्थ के इस अवस्था को वैज्ञानिकों सत्येंद्र नाथ बोस (भारत) और अल्बर्ट आइंस्टीन के नाम पर रखा गया है।
बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट (BEC) को पदार्थ की पांचवीं अवस्था के रूप में भी जाना जाता है। यह बहुत ही क्षणभंगुर अवस्था है।
यह बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट तब बनता है जब कम घनत्व वाले कणों को निरपेक्ष-शून्य (-273.5 डिग्री सेल्सियस) जैसे निम्नतम तापमान पर ठंडा किया जाता है।
बेहद कम घनत्व वाली गैस, सामान्य हवा के लगभग एक लाखवें घनत्व के बेहद कम तापमान को चुनकर बीईसी का गठन किया जाता है।
बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट पदार्थ की एक अवस्था है जो कणों को पूर्ण शून्य (-273.15 डिग्री सेल्सियस, या -460 डिग्री फारेनहाइट) के पास ठंडा होने पर बनता है, जिसे बोसॉन कहा जाता है,
जबकि बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में कम घनत्व पर बोसोन की एक गैस होती है, जिसे परम शून्य के करीब कम तापमान पर ठंडा किया जाता है।
2001 में, अमेरिका के एरिक ए. कॉर्नेल, वोल्फगैंग केटरल और कार्ल ई वाईमैन को बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट प्राप्त करने के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला।
तनु परमाणु गैसों में बीईसी की प्राप्ति अब हमें परमाणु भौतिकी प्रयोगों की सटीकता के साथ कई-पिंड भौतिकी और क्वांटम सांख्यिकीय प्रभावों का अध्ययन करने की अनुमति देती है।
दैनिक जीवन के उदाहरण Daily life examples :-
गैसीय अवस्था में गैसीय दाब, कण उच्च गति से अनियमित या तितर-बितर ढंग से चलते हैं।
इससे वे आपस में टकराते हैं और कंटेनर की दीवारों से भी टकराते हैं। इसलिए गैसें कंटेनर की दीवारों पर दाब डालती हैं।
जब किसी पदार्थ पर कोई बाहरी बल लगाया जाता है तो इस का आकार बदल जाता है लेकिन जब बल हटा दिया जाता है
तो यह फिर से आकार ले लेता है। इसके अलावा, यदि अत्यधिक बल लगाया जाता है, तो यह टूट जाता है
अर्थात यह कठोर होता है और इसका निश्चित आकार होता है। इसलिए इसे ठोस माना जाता है।
एक स्पंज संकुचित होता है लेकिन हवा से भरे छिद्रों की उपस्थिति के कारण इसे ठोस माना जाता है।
जब बल लगाया जाता है तो वायु बाहर निकल जाती है और यह संपीडित हो जाती है।
हम अपना हाथ आसानी से हवा या पानी में चला सकते हैं (हवा से कम आसानी से) लेकिन लकड़ी के ठोस ब्लॉक में ऐसा करने के लिए कराटे विशेषज्ञ की आवश्यकता होती है।
ऐसा ठोसों के कणों के बीच अंतराअणुक बलों की अधिक मात्रा के कारण होता है।
हम आसानी से हवा में अपना हाथ इधर उधर चला सकते हैं | जबकि पानी में हवा की तुलना में कम आसानी से हाथ चला सकते हैं |
लेकिन लकड़ी के ठोस ब्लॉक में ऐसा करने के लिए कराटे विशेषज्ञ की आवश्यकता होती है।
यह ठोस पदार्थों के कणों के बीच अंतर-आणविक बलों की उच्च डिग्री के कारण होता है।
हालांकि बर्फ एक ठोस है लेकिन यह पानी की तुलना में कम घनत्व के कारण पानी के ऊपर तैरती है।
यह कमजोर H-बॉन्डिंग के कारण हवा से भरे स्थानों के दबाव के कारण होता है।
विसरण diffusion :
दो भिन्न प्रकार के पदार्थों के कणों के आपस में मिल जाने की प्रक्रिया को विसरण कहते हैं |
जैसे – स्याही की एक बूंद पानी में डालने पर यह पूरे पानी में समान रूप से फैल जाती है।
गर्म करने पर, कणों की गति बढ़ जाती है जिसके परिणामस्वरूप अधिक अंतर-आणविक स्थान या कम अंतर-आणविक बल होता है, इस प्रकार विसरण तेज हो जाता है।
गरम खाने की महक कई मीटर दूर से ही हम तक पहुंच जाती है | लेकिन ठंडे खाने की महक लेने के लिए हमे उसके पास जाना होता है |
ठोस, द्रव और गैसें द्रवों में विसरित हो सकते हैं।
द्रवों के विसरण की दर ठोसों की तुलना में अधिक होती है। क्योंकि तरल अवस्था में, कण स्वतंत्र रूप से चलते हैं |
और ठोस अवस्था की तुलना में अधिक अंतर-आणविक स्थान होता है।
गैसों के कणों की गति अधिक होने तथा उनके बीच अधिक रिक्त स्थान होने के कारण गैसें अन्य गैसों में अति शीघ्र विसरण का गुण प्रदर्शित करती हैं।
पदार्थ की अवस्था का अंतर-रूपांतरण interconversion of state of matter , interchange of state of matter:
कोई भी पदार्थ की अवस्थाएँ अंतर-परिवर्तनीय हैं। तापमान या दबाव को बदलकर उनका आदान-प्रदान किया जा सकता है |
पदार्थ की अवस्थाओं के अंतर-रूपांतरण से संबंधित विभिन्न शब्द हैं
विलय Fusion :
पिघलने की प्रक्रिया अर्थात ठोस अवस्था का द्रव अवस्था में परिवर्तन को संलयन भी कहते हैं।
गलनांक Melting point :
वायुमंडलीय दाब पर जिस तापमान पर कोई ठोस पिघलकर द्रव बनना शुरू होता है, उसे उसका गलनांक कहते हैं।
किसी ठोस का गलनांक उसके कणों के बीच आकर्षण बल की प्रबलता का सूचक होता है |
अर्थात ठोस का गलनांक जितना अधिक होगा, ठोस के कणों के बीच आकर्षण बल उतना ही अधिक होगा।
बर्फ का गलनांक 0 डिग्री होता है।
उर्ध्वपातन Sublimation :
यह उन ठोस पदार्थों के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया है जो तरल अवस्था में परिवर्तित हुए बिना गर्म करने पर सीधे वाष्प में परिवर्तित हो जाते हैं और वाष्प ठंडा होने पर ठोस को वापस दे देते हैं। ऐसे ठोसों को उर्ध्वपातन कहते हैं।
वाष्पीकरण vaporization :
वह प्रक्रिया जिसमें कोई तरल पदार्थ गर्म करने पर तेजी से गैस में परिवर्तित होता है, वाष्पीकरण (vaporization) कहलाता है।
उसी घटना को वाष्पन (evaporation) कहा जाता है जब हीटिंग को तरल के क्वथनांक के नीचे वर्गीकृत किया जाता है।
क्वथनांक Boiling point :
जिस तापमान पर वायुमंडलीय दबाव पर कोई द्रव उबलता है,, उसे उसका क्वथनांक कहा जाता है।
उबलना एक बड़ी घटना है और जगह-जगह बदलती रहती है।
सामान्य दाब पर जल का क्वथनांक 100°C होता है।
संघनन Condensation :
यह वह प्रक्रिया है जिसमें गैस तरल अवस्था में बदल जाती है या तरल ठोस अवस्था में बदल जाता है यानी जम जाता है।
गुप्त ऊष्मा Latent Heat :
इस गुप्त शब्द का अर्थ है छिपा हुआ। इस प्रकार, गुप्त ऊष्मा ऊष्मा की वह मात्रा है जो किसी पदार्थ में अवस्था परिवर्तन के दौर से गुजरती है।
जैसे – बर्फ का पानी में बदलना या पानी का स्थिर तापमान पर भाप में बदलना।
फ्यूजन की गुप्त ऊष्मा Latent heat of fusion :
इसे ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो वायुमंडलीय दबाव पर 1 किलो ठोस को उसके गलनांक पर द्रव में बदलने के लिए आवश्यक है।
संलयन की गुप्त ऊष्मा की उपस्थिति के कारण, 0 डिग्री सेल्सियस पर पानी के कणों में उसी तापमान पर बर्फ के कणों की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है।
वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा Latent heat of vaporization :
यह 1 किलो तरल को उसके क्वथनांक पर वायुमंडलीय दबाव पर गैस में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा ऊर्जा है, उसको वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा कहते हैं |
उबलने के दौरान वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा के कारण तापमान स्थिर रहता है।
पदार्थ पर तापमान में परिवर्तन का प्रभाव Effect of change of temperature:
ठोस को गर्म करने पर कणों की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है।
जिससे वे अधिक वेग से (अपने नियत स्थान पर) कम्पन करने लगते हैं।
गर्मी द्वारा आपूर्ति की गई ऊर्जा कणों के बीच आकर्षण की शक्तियों पर काबू पाती है।
आकर्षण बल कम होने के कारण कण अपनी निश्चित स्थिति को छोड़कर स्वतंत्र रूप से गति करने लगते हैं।
इसके कारण एक ऐसी अवस्था आ जाती है जब ठोस पिघलकर द्रव में परिवर्तित होने लगता है।
पदार्थों पर दाब परिवर्तन का प्रभाव Effect of change of pressure on substances :
किसी भी पदार्थ पर दाब का प्रभाव पड़ता है ये निम्नलिखित हैं |
- प्रेशर में परिवर्तन कर के पदार्थ के अवस्था में परिवर्तन ला सकते हैं |
- दाब को बढ़ा कर और तापमान को घटा कर गैस को तरल में और तरल को ठोस अवस्था में बदल सकते हैं |
- तथा दाब को घटा कर या कम करके और ताप को बढ़ा कर ठोस को तरल में और तरल को गैस में परिवर्तित कर देता है |
- वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा के कारण, भाप में कण, यानी 373K (100 डिग्री सेल्सियस) पर जल वाष्प में उसी तापमान पर पानी की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। इसीलिए भाप 100 डिग्री सेल्सियस पर पानी की तुलना में गंभीर जलन पैदा करती है।
- अधिक ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव कम होता है, इसलिए तरल का वाष्प दबाव कम तापमान पर वायुमंडलीय दबाव के बराबर हो जाता है, पानी 100 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान पर उबलता है और इसलिए भोजन को पकाने में अधिक समय लगता है।
- प्रेशर कुकर के अंदर, दबाव अधिक होता है और इसलिए पानी 100 डिग्री C से अधिक तापमान पर उबलता है, इसलिए खाना पकाने में कम समय लगता है।
- अशुद्धि की उपस्थिति में क्वथनांक बढ़ जाता है और हिमांक घट जाता है।
- ठोस कार्बन डाइऑक्साइड को उच्च दबाव में संग्रहित किया जाता है। दाब को 1 atm तक कम करने पर बिना द्रव अवस्था में आए सीधे गैसीय अवस्था में बदल जाता है। इसलिए इसे “शुष्क बर्फ” या ‘शुष्क शीत’ भी कहा जाता है
निष्कर्ष conclusion :
उम्मीद करते हैं कि आपको यह ब्लॉग पोस्ट पसंद आया होगा | आप इस जानकारी का पूरा से पूरा फायदा उठाये | शेयर करना ना भूलें | यह पोस्ट “पदार्थ की अवस्थाएं एवं परिवर्तन, 5 प्रकार, विसरण, उदहारण” के बारे में था | आप अपने विचार या सुझाव कमेंट बॉक्स में जरुर बताएं | और हमारे साथ जुड़े रहें |
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आपका दिन शुभ हो | धन्यवाद |
FAQ:
Q1) पदार्थ की 5 अवस्थाएं कौन कौन सी है?
Ans: पदार्थ की 5 अवस्थाएं ठोस, द्रव, गैस, प्लाज्मा, बोस आइंस्टीन कंडेनसेट हैं |
Q2) पदार्थ की चौथी और पांचवी अवस्था क्या है?
Ans: पदार्थ की चौथी अवस्था प्लाज्मा है और पांचवी अवस्था बोस आइंस्टीन कंडेनसेट है |
Q3) पदार्थ की पांचवी अवस्था की खोज किसने की?
Ans: पदार्थ की पांचवी अवस्था की खोज भारतीय वैज्ञानिक सत्येंद्र नाथ बोस और अल्बर्ट आइंस्टीन ने की |
Q4) पदार्थ की किस अवस्था में कणों के मध्य न्यूनतम रिक्त स्थान होता है ?
Ans: पदार्थ की ठोस अवस्था में कणों के मध्य न्यूनतम रिक्त स्थान होता है |
Q5) पदार्थ का सबसे छोटा इकाई क्या है?
Ans: किसी भी पदार्थ की सबसे छोटी इकाई परमाणु होती है | इसके नाभिक में प्रोटोन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रान होते हैं |
Q6) विसरण क्या है?
Ans: दो भिन्न प्रकार के पदार्थों के कणों के आपस में मिल जाने की प्रक्रिया को विसरण कहते हैं |
जैसे – स्याही की एक बूंद पानी में डालने पर यह पूरे पानी में समान रूप से फैल जाती है।
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