ফুটন্ত

স্ফুটন হলো তরল থেকে গ্যাসে রূপান্তরিত হওয়ার একটি প্রক্রিয়া। স্ফুটন তখনই ঘটে যখন সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ বায়ুচাপের সমান হয় (বায়ুচাপ = বায়ুমণ্ডলীয় চাপ)। আমরা এখানে শুধু জলের স্ফুটন নিয়ে আলোচনা করব। জলের সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ জলের তাপমাত্রার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক; জলের তাপমাত্রা যত বেশি হয়, সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপও তত বেশি হয়। যখন আমরা জল গরম করি, তখন সাধারণত পাত্রের তলায় ছোট ছোট বুদবুদ দেখা যায়। বুদবুদের উপস্থিতি তরলের গ্যাসে রূপান্তরিত হওয়ার ইঙ্গিত দেয়। যদি বুদবুদের ভেতরের সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ বাইরের বায়ুচাপের চেয়ে কম হয়, তবে বুদবুদটি পৃষ্ঠে পৌঁছানোর আগেই সংকুচিত হয়ে ভেঙে যাবে। বুদবুদগুলো ধ্বংস হয়ে যায় কারণ বাইরের বায়ুর ধাক্কার বল বুদবুদের ভেতরের বাষ্পের ধাক্কার বলের চেয়ে বেশি। বাইরের বায়ুচাপ বুদবুদের ভেতরের বাষ্পচাপের চেয়ে বেশি হওয়ায় বাইরের বায়ুর ধাক্কার বল বেশি শক্তিশালী হয় (P = F / A)।

পানির তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে বুদবুদের ভেতরের সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপও বৃদ্ধি পায়। যদি বুদবুদের ভেতরের সম্পৃক্ত বাষ্পের চাপ বাইরের বাতাসের চাপের সমান বা তার চেয়ে বেশি হয়, তবে বুদবুদটি প্রসারিত হয়ে ভাসতে থাকবে যতক্ষণ না এটি পানির উপরিভাগে পৌঁছায়। উপরিভাগে পৌঁছানোর পর বুদবুদগুলো ফেটে যায় এবং বুদবুদের ভেতরের জলীয় বাষ্প পানি থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। এভাবেই স্ফুটন প্রক্রিয়া ঘটে। বুদবুদগুলো আরও স্পষ্ট হয়ে ওঠে কারণ বুদবুদের ভেতরের ধাক্কা বল বাইরের বাতাসের ধাক্কা বলের চেয়ে বেশি। বুদবুদের ভেতরের বাষ্পীয় চাপ বাইরের বায়ুচাপের চেয়ে বেশি হওয়ায় বুদবুদের ভেতরের বাষ্পের একটি বৃহত্তর বল থাকে। বুদবুদগুলো বড় হওয়ার সাথে সাথে বাষ্পের আয়তনও বৃদ্ধি পায়, ফলে বাষ্পের ঘনত্ব হ্রাস পায়। যেহেতু বাষ্পের ঘনত্ব হ্রাস পায় (বাষ্পের ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে কম), তাই বুদবুদগুলো পানির উপরিভাগে ভেসে উঠতে পারে। অনেকটা শুকনো কাঠ বা কর্কের মতো, যা পানির উপরিভাগে ভাসে। শুকনো কাঠ বা কর্ক ভাসতে পারে কারণ এর ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে কম।

উপরের বর্ণনা অনুসারে, আমরা বলতে পারি যে জলীয় বাষ্পের চাপ যখন বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান বা তার চেয়ে বেশি হয়, তখন স্ফুটন প্রক্রিয়া ঘটে। সুতরাং, জলের স্ফুটনাঙ্ক বায়ুমণ্ডলীয় চাপের উপর অনেকাংশে নির্ভরশীল। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ যত কম হয়, স্ফুটনাঙ্ক তত কম হয়। অথবা বিপরীতভাবে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ যত বেশি হয়, স্ফুটনাঙ্ক তত বেশি হয়। সাধারণত, সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে কোনো স্থান যত উঁচুতে পরিমাপ করা হয়, সেই স্থানের পারমাণবিক চাপ তত কম হয়। অতএব, এই সিদ্ধান্তে আসা যায় যে সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে কোনো এলাকা যত উঁচুতে পরিমাপ করা হয়, সেই স্থানের স্ফুটনাঙ্ক তত কম হয়। পাহাড়ের স্ফুটনাঙ্ক সৈকতের স্ফুটনাঙ্কের চেয়ে কম। পাহাড়ের চূড়ার স্ফুটনাঙ্ক সমতল ভূমির স্ফুটনাঙ্কের চেয়ে কম। সৈকতের গরম জলের চেয়ে পাহাড়ের চূড়ায় গরম করা জল দ্রুত ফোটে। কিন্তু যদি আপনি পাহাড়ের চূড়ায় ভাত রান্না করেন, তবে ভাত রান্না হতে বেশি সময় লাগে কারণ সেখানকার স্ফুটনাঙ্ক কম। দ্রুত রান্না করার জন্য সাধারণত প্রেশার কুকার ব্যবহার করা হয়। প্রেশার কুকারের কাজ হলো বায়ুচাপ বৃদ্ধি করা, যার ফলে স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায়। উচ্চ স্ফুটনাঙ্কের কারণে পানির ফুটন্ত তাপমাত্রাও বেশি হয়।