චාලක න්යාය
වාෂ්පීකරණ ක්රියාවලිය චාලක න්යාය භාවිතයෙන් පැහැදිලි කළ හැකිය. වායු අණු මෙන් ජල අණු ද චලනය වේ. වෙනස වන්නේ ජල අණු වෙන් කළ නොහැකි වීමයි, මන්ද ඒවා අතර ඇති ආකර්ශනීය බලවේග තවමත් ඒවා එකට තබා ගැනීමට සමත් වේ. ඊට වෙනස්ව, වායු අණු අතර ආකර්ශනීය බලවේග ඉතා දුර්වල බැවින් වායු අණු එකට ඇලී සිටිය නොහැක. චලනය වන විට, ජල අණු වලට වේගය ඇත. සමහර ජල අණු වලට ඉහළ වේගයක් ඇති අතර අනෙක් ඒවාට අඩු වේගයක් ඇත. ජල අණු වල ප්රවේග ව්යාප්තිය මැක්ස්වෙල් ව්යාප්තියට සමාන වේ.
ජල අණු වල වේගය ප්රමාණවත් තරම් විශාල වූ විට වාෂ්පීකරණය සිදු වේ, එවිට ජල අණු අතර ආකර්ශනීය බලයට ඒවා එකට තබා ගැනීමට නොහැකි වේ. අභ්යවකාශයට ගමන් කරන රොකට්ටුවක් මෙන්, රොකට්ටුවේ වේගය ප්රමාණවත් තරම් විශාල බැවින් පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට එය පෘථිවියේ රැඳී සිටීම වළක්වා ගත නොහැක. විශාල වේගයක් ඇති අණු වලට පමණක් අණු අතර ආකර්ශනීය බලවේග වලින් ගැලවීමට හැකි බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය. කුඩා වේගයක් ඇති අණු තවමත් එකතු වී ජලය සාදයි.
ජල අණු වලට ස්කන්ධයක් සහ ප්රවේගයක් හෝ වේගයක් ඇති බැවින් ජල අණු වලට චාලක ශක්තිය ඇත (EK = 1/2 mv2). අධික වේග සහිත ජල අණු අඩු වේග සහිත ජල අණු වලට වඩා වැඩි චාලක ශක්තියක් ඇත. මේ අනුව, අණු අතර ආකර්ශනීය බලවේගවලින් (වාෂ්ප බවට හැරෙන ජල අණු) ගැලවිය හැකි ජල අණු තරමක් විශාල චාලක ශක්තියක් ඇති බව පැවසිය හැකිය. සාමාන්යයෙන්, ජල උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට ජල අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වේ. ජල උෂ්ණත්වය ප්රමාණවත් තරම් ඉහළ නම්, ජල අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වේ. මේ අනුව, වැඩි ජල ප්රමාණයක් වාෂ්ප බවට හැරෙනු ඇත. මෙය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී වාෂ්පීකරණ අනුපාතය සාමාන්යයෙන් වැඩි බව පෙන්වන පර්යේෂණ ප්රතිඵලවලට අනුකූල වේ.
අපි තෙත් ඇඳුම් හිරු එළියේ වියළන විට, තෙත් ඇඳුම් සූර්යයාගෙන් නිකුත් වන තාපය අවශෝෂණය කරයි. සූර්යයාගෙන් ලැබෙන අමතර ශක්තිය නිසා ඇඳුම්වල ඇති ජල අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වේ. චාලක ශක්තිය වැඩි වන නිසා, ජල අණු වේගයෙන් චලනය වේ (ජල අණු වල වේගය වැඩි වේ). ඒවායේ වේගය හෝ චාලක ශක්තිය යම් අගයකට ළඟා වූ පසු, ජල අණු ජල අණු අතර ආකර්ශනීය බලවේගවලින් ගැලවී වාෂ්ප බවට හැරවිය හැකිය. තෙත් ඇඳුම් වියළීම සූර්යයාගේ අමතර තාපයෙන් පමණක් නොව බලපාන බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය. ඇඳුම් වටා ඇති උණුසුම් වාතයෙන් ලැබෙන අමතර තාපය (වාතයෙන් තෙත් ඇඳුම් වලට සන්නයනය මගින් තාප හුවමාරුව) නිසා තෙත් ඇඳුම් ද වියළී යා හැකිය.
උණුසුම් දිනයක, බිම හෝ බිම වඩාත් ඉක්මනින් රත් වේ. එහි නිශ්චිත තාපය තරමක් විශාල බැවින් බිම ඉක්මනින් රත් වේ. බිම ඊට ඉහළින් ඇති වාතය රත් කරයි (මෙම අවස්ථාවේදී, තාප හුවමාරුව සන්නායකතාවය මගින් සිදු වේ). උණුසුම් වාතය ප්රසාරණය වේ (එහි ඝනත්වය අඩු වේ) සහ ඉහළට ගමන් කරයි. එය තෙත් ඇඳුම් මතින් ගමන් කරන විට, වායු අණු ඇඳුම්වල ඇති ජල අණු සමඟ ගැටේ. ජල අණු වේගයෙන් ගමන් කරයි. ඒවා වේගයෙන් ගමන් කරන නිසා, ජල අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වේ. වේගයෙන් ගමන් කරන ජල අණු අනෙකුත් ජල අණු සමඟ ගැටේ. ඒවා අඛණ්ඩව වායු අණු මගින් ගැටෙන නිසා, ජල අණු වේගයෙන් ගමන් කරයි (ඒවායේ චාලක ශක්තිය වැඩි වේ).
ඒවායේ වේගය හෝ චාලක ශක්තිය යම් අගයකට ළඟා වූ පසු, වේගයෙන් චලනය වන ජල අණු අණු අතර ආකර්ෂණයෙන් මිදී වාෂ්ප බවට පත්විය හැකිය... ජල අණු හෝ වායු අණු වල චාලක ශක්තිය උෂ්ණත්වයට සමීපව සම්බන්ධ වේ. ජල අණු වල චාලක ශක්තිය විශාල නම්, ඒ සමඟම ජල උෂ්ණත්වය ඉහළ ය. නැතහොත් අනෙක් අතට, ජල උෂ්ණත්වය ඉහළ මට්ටමක පවතින විට, ජල අණු වල චාලක ශක්තිය විශාල විය යුතුය. චාලක ශක්තිය ද වේගයට සම්බන්ධ වේ. අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වන තරමට අණු වල වේගය වැඩි වේ. නැතහොත් අනෙක් අතට, අණු වල වේගය වැඩි වන තරමට අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වේ.
උණු වතුර ගැන කුමක් කිව හැකිද? උණු වතුරට ඉහළ උෂ්ණත්වයක් ඇත. ජල උෂ්ණත්වය ඉහළ බැවින්, ජලයේ ඇති ජල අණු විශාල සාමාන්ය චාලක ශක්තියක් ඇත. ජල අණු වල සාමාන්ය චාලක ශක්තිය විශාල බැවින්, බොහෝ ජල අණු ඉහළ වේගයක් ඇත (බොහෝ ජල අණු ඉක්මනින් චලනය වේ). ඉහළ වේගයක් ඇති ජල අණු අණු අතර ආකර්ශනීය බලවේගවලින් ගැලවී වාෂ්ප බවට පත්විය හැකිය. ඉහළ වේගයක් ඇති ජල අණු (විශාල චාලක ශක්තියක් සහිත ජල අණු) පමණක් වාෂ්පයට ගැලවී යන අතර, අඩු වේගයක් ඇති ජල අණු (කුඩා චාලක ශක්තියක් සහිත ජල අණු) වාෂ්ප බවට හැරෙන්නේ නැත. මේ අනුව, ඉහළ වේගයක් ඇති ජල අණු වාෂ්ප බවට වෙනස් වන විට, එකට පවතින ජල අණු වල සාමාන්ය චාලක ශක්තිය කුඩා වේ. සාමාන්ය චාලක ශක්තිය කුඩා වන තරමට ජල උෂ්ණත්වය අඩු වේ (ජලය සිසිල් වේ). මෙම කෙටි විස්තරය මත පදනම්ව, වාෂ්පීකරණය සිසිලන ක්රියාවලියක් බව පැවසිය හැකිය.
වාෂ්පීකරණය නිසා ඇතිවන සිසිලන ක්රියාවලිය එදිනෙදා ජීවිතයේ සුලභ සිදුවීමකි. වාතය තරමක් උණුසුම් වූ විට, ශරීරය විශාල තාපයක් අවශෝෂණය කරයි. ස්ථාවර ශරීර උෂ්ණත්වයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා, ශරීරය සාමාන්යයෙන් දහඩිය හරහා තාපය මුදා හරියි. දහඩියට සූර්යයාගෙන් සහ අවට වාතයෙන් අමතර තාපය ලැබෙන නිසා, දහඩිය අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වේ. දහඩිය අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වන නිසා, දහඩිය අණු වල වේගය වැඩි වේ. දහඩිය අණු වාෂ්ප බවට හැරේ. දහඩිය වාෂ්ප වන විට, ශරීරය සිසිල් බවක් දැනේ. මෙන්න තවත් උදාහරණයක්... සාමාන්යයෙන් ස්නානය කිරීමෙන් පසු, අපගේ ශරීරය සිසිල් බවක් දැනේ. මෙයට හේතුව සම මතුපිටට ඇලී ඇති ජලය වාෂ්පීකරණය වීමයි.
ඉහත විස්තර කර ඇති වාෂ්පීකරණ ක්රියාවලිය සෑම දිනකම සිදු වේ. මුහුදු ජලය, විල් ජලය සහ ගංගා ජලය ද වාෂ්ප විය හැක...
වාෂ්ප පීඩනය
මෙහි වාෂ්ප යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ ජල වාෂ්පයයි. පින්තූරය නිරීක්ෂණය කරන්න. ජලයෙන් පිරුණු සංවෘත භාජනයක් (බහාලුමේ වාතය ඉවත් කර ඇතැයි උපකල්පනය කරන්න). චාලක න්යායට අනුව, ජල අණු සෑම විටම චලනය වේ. චලනය වන විට, ජල අණු වලට වේගය සහ චාලක ශක්තිය ඇත. ප්රමාණවත් වේගයක් සහ චාලක ශක්තියක් ඇති ජල අණු වලට ජල අණු අතර ආකර්ශනීය බලවේග වලින් ගැලවී වාෂ්ප බවට පත්විය හැකිය... ඒ අසල ඇති භාජනයේ ඇති ජල අණු වලටද එම ක්රියාවලියම සිදු වේ. කාලය ගෙවී යන විට, වැඩි වැඩියෙන් ජල අණු වාෂ්ප බවට හැරේ. බහාලුම වසා ඇති නිසා, වාෂ්ප බවට පත් වූ ජල අණු වායුගෝලයට පැන යා නොහැක (අණු බහාලුම තුළ සිරවී ඇත). වාෂ්ප බවට පත් වන ජල අණු ගණන ප්රමාණවත් තරම් විශාල බැවින් අණු සහ බහාලුමේ බිත්ති අතර ගැටීමේ හැකියාවක් ඇත.
භාජනයේ බිත්තිවලට පහර දෙන සමහර අණු නැවත ජල මතුපිටට පරාවර්තනය වී ජලය සාදයි. මෙම ක්රියාවලිය අඛණ්ඩව පුනරාවර්තනය වේ. කාලය ගෙවී යත්ම, වැඩි වැඩියෙන් ජල අණු වාෂ්ප බවට හැරේ (ද්රවයෙන් වාෂ්පයට වෙනස් වීම). ඒ සමඟම, භාජනයේ බිත්තිවලට පහර දෙන සමහර අණු නැවත ජලය බවට හැරේ (වාෂයෙන් ද්රවයට වෙනස් වීම). ද්රවයෙන් වාෂ්පයට වෙනස් වන අණු ගණන වාෂ්පයෙන් ද්රවයට වෙනස් වන අණු ගණනට සමාන නම්, සමතුලිතතාවය ඇති වේ. සමතුලිතතාවය ඇති වූ විට, වාෂ්ප අඩංගු භාජනයේ මුදුන සංතෘප්ත යැයි කියනු ලැබේ... සංතෘප්ත කලාපයේ වාෂ්ප පීඩනය සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය ලෙස හැඳින්වේ.
ද්රවයේ සිට වාෂ්පයට මාරුවීම වාෂ්පීකරණය ලෙස හැඳින්වේ. වාෂ්පයෙන් ද්රවයට මාරුවීම ඝනීභවනය ලෙස හැඳින්වේ. සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය රඳා පවතින්නේ උෂ්ණත්වය මත මිස පරිමාව මත නොවන බව සලකන්න. ජලයේ උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට ජල අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වේ.
ජල අණු වල චාලක ශක්තිය වැඩි වන බැවින් ජල අණු වල වේගය වැඩි විය යුතුය. මේ ආකාරයෙන්, අධික වේගයක් ඇති අණු වැඩි වැඩියෙන් වාෂ්ප බවට හැරෙනු ඇත (ද්රවයේ සිට වාෂ්පයට තත්වය වෙනස් කරන්න). බහාලුම් පරිමාව ස්ථාවර බැවින්, වාෂ්ප පීඩනය රඳා පවතින්නේ අණු ගණන (N) සහ වේගය (v) මත පමණි.
වාෂ්ප බවට පරිවර්තනය වන අණු (විශාල N) වැඩි වන තරමට සහ මෙම අණු වල වේගය (විශාල v) වැඩි වන තරමට, වාෂ්ප පීඩනය වැඩි වේ. මේ අනුව, වැඩි වාෂ්ප පීඩනයකදී සමතුලිතතාවය ඇති වේ. එබැවින්, සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය ද වැඩි වේ. සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය පවතින්නේ සමතුලිතතාවයට ළඟා වූ විට පමණි. උෂ්ණත්වය සමඟ ජලයේ සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනයේ වෙනස පහත දැක්වේ.
වාෂ්ප පීඩනය පරිමාව මත රඳා පවතී, නමුත් සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය එසේ නොවේ. භාජනයක පරිමාව වැඩි වුවහොත් හෝ අඩු වුවහොත්, අවසානයේ සමතුලිතතාවයට ළඟා වේ. ඉහත නිදර්ශනය වායුගෝලයේ ඇතිවන සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය තේරුම් ගැනීමට ඔබට මඟ පෙන්වීම සඳහා පමණි. වෙනස නම්, පෙර නිදර්ශනයේ දී, භාජනයේ ජලය අඩංගු නොවන කොටසෙහි වාතය නොමැති බව අපි උපකල්පනය කළෙමු. එබැවින්, ජලය අඩංගු නොවන භාජනයේ කොටස ජල වාෂ්පයෙන් පමණක් අල්ලා ගන්නා ලදී. ඊට වෙනස්ව, පෘථිවි පෘෂ්ඨය සැමවිටම වාතයෙන් පිරී ඇත. වාෂ්ප අණු සහ අනෙකුත් වායු අණු අතර ගැටීම් සමතුලිතතාවයට ළඟා වීමට ගතවන කාලය දීර්ඝ කරයි. කෙසේ වෙතත්, වාෂ්ප බවට හැරෙන ජල අණු ගණන ජලය බවට හැරෙන වාෂ්ප අණු ගණනට සමාන වූ විට අවසානයේ සමතුලිතතාවයට ළඟා වනු ඇත.
