దశ మార్పులు సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత ట్రిపుల్ పాయింట్

దశ మార్పులు, సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత, ట్రిపుల్ పాయింట్ గురించిన వ్యాసం

ఆదర్శ వాయు నియమం గురించిన చర్చలో, నిజ వాయువు యొక్క పీడనం మరియు సాంద్రత మరీ ఎక్కువగా లేనప్పుడు మాత్రమే ఆ నియమం దాని ప్రవర్తనను ఖచ్చితంగా వివరిస్తుందని వివరించబడింది. ఒకవేళ పీడనం మరియు నిజ వాయువు సాంద్రత తగినంత ఎక్కువగా ఉంటే, ఆదర్శ వాయు నియమం తప్పుడు ఫలితాలను ఇస్తుంది. అదేవిధంగా, నిజ వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత దాని మరుగు స్థానానికి దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు కూడా ఇదే జరుగుతుంది. ఇది నిజ వాయువు అణువుల మధ్య జరిగే పరస్పర చర్యలకు సంబంధించినది. వాయు పీడనం వాయు ఘనపరిమాణానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. వాయు పీడనం తగినంత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, వాయు ఘనపరిమాణం చిన్నదిగా మారుతుంది. వాయు ఘనపరిమాణం తక్కువగా ఉండటం వల్ల, వాయు అణువుల మధ్య దూరం దగ్గరవుతుంది. అణువుల మధ్య దూరం దగ్గరైనప్పుడు, ఆ అణువులు ఒకదానికొకటి ఆకర్షించుకుంటాయి. ఇది మీరు ఒక అయస్కాంతంపై ఇనుము ముక్కను ఉంచినప్పుడు లాంటిది. అయస్కాంతానికి మరియు ఇనుముకు మధ్య దూరం తగినంత ఎక్కువగా ఉంటే, అయస్కాంతం ఇనుమును లాగలేదు. కానీ అయస్కాంతానికి మరియు ఇనుముకు మధ్య దూరం దగ్గరగా ఉంటే, ఇనుము దగ్గరకు ఆకర్షించబడుతుంది.

కాబట్టి వాయు అణువులు అయస్కాంతంలా ప్రవర్తిస్తాయి. అణువుల మధ్య దూరం తగినంత దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు, అవి ఒకదానికొకటి ఆకర్షించుకుంటాయి. ఈ ఆకర్షణ శక్తి వల్ల అణువుల మధ్య దూరం మరింత దగ్గరవుతుంది (వాయు ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది). సాధారణంగా, వాయు పీడనం తగినంత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఇది జరుగుతుంది (పీడనం ఎక్కువైతే, ఘనపరిమాణం తక్కువగా ఉంటుంది. ఘనపరిమాణం తక్కువైతే, అణువుల మధ్య దూరం మరింత దగ్గరవుతుంది). అందువల్ల, నిజ వాయువు యొక్క పీడనం మరియు సాంద్రత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఆదర్శ వాయు నియమం కచ్చితమైన ఫలితాలను ఇవ్వదు.

పీడనం మరియు పీడన ఘనపరిమాణం యొక్క రేఖాచిత్రం

పైన ఉన్న సమస్యను మరింత బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, వాయు పీడనం మరియు ఘనపరిమాణం మధ్య సంబంధాన్ని తెలిపే రేఖాచిత్రాన్ని సమీక్షిద్దాం. వక్రాలు 1, 2, 3 మరియు 4 వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఒకే వాయు ప్రవర్తనను చూపుతాయి. వక్రం 1లో చూపిన వాయు ఉష్ణోగ్రత వక్రం 2 కంటే ఎక్కువగా ఉంది. వక్రం 2లో చూపిన వాయు ఉష్ణోగ్రత వక్రం 3 కంటే ఎక్కువగా ఉంది. వక్రం 3లో చూపిన వాయు ఉష్ణోగ్రత వక్రం 4 కంటే ఎక్కువగా ఉంది. రేఖాచిత్రం మధ్యలో ఉన్న స్లాష్ వక్రం. వాయు ఉష్ణోగ్రత ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది వాయువు యొక్క పీడనం (P) మరియు ఘనపరిమాణం (V)లను మాత్రమే మారుస్తుంది.

ఆదర్శ వాయు నియమం ప్రకారం, సంఖ్య 1 నుండి ప్రారంభమయ్యే రేఖ సంఖ్య 1 వద్ద ముగియాలి. అదేవిధంగా, సంఖ్య 2 నుండి ప్రారంభమయ్యే రేఖ సంఖ్య 2 వద్ద ఆగాలి. నిజ వాయువు అనుభవించే వాస్తవికత ఆదర్శ వాయు నియమం యొక్క అంచనాకు భిన్నంగా ఉంటుంది. వాయు పీడనం తగినంత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, వాయు ఘనపరిమాణం తగ్గి, ఆదర్శ వాయు నియమం యొక్క అంచనా నుండి విచలిస్తుంది (వక్రం 1 మరియు వక్రం 2 లను పోల్చండి). వాయు ఘనపరిమాణ విచలనం యొక్క పరిమాణం ఉష్ణోగ్రతపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉండి, ద్రవీభవన స్థానం, అంటే బాష్పీభవన స్థానం (బి బిందువు)కు దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉన్నప్పటి కంటే వాయువు సాధారణంగా మరింత గణనీయమైన ఘనపరిమాణ విచలనాన్ని అనుభవిస్తుంది (వక్రాలు 1, 2, 3 మరియు 4 లను పోల్చండి). ఇది ఇంతకు ముందు వివరించినట్లుగా, వాయు అణువుల మధ్య ఉండే ఆకర్షణ వలన ప్రభావితమవుతుంది.

పై పటంలోని వక్రం 3, ఒక పదార్థం దాని సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రవర్తించే తీరును చూపిస్తుంది. వక్రం మూడు దాటి వెళ్ళే బిందువు c ని సంక్షోభ బిందువు అంటారు. సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, గణనీయమైన పీడనం ఇచ్చినప్పటికీ వాయు రూపం ద్రవ రూపంలోకి మారదు (వక్రం 2 మరియు వక్రం 1 తో పోల్చండి). ఇచ్చిన పీడనం వాయువు ఘనపరిమాణాన్ని తగ్గిస్తుంది తప్ప, వాయువును ద్రవంగా మార్చలేదు. దీనికి విరుద్ధంగా, సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, సంపూర్ణ పీడనం ఇస్తే వాయువు ద్రవంగా మారుతుంది (వక్రం 3 తో ​​పోల్చండి). సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాయువును ద్రవంగా మార్చగల పీడన పరిమాణాన్ని సంక్షోభ పీడనం అంటారు. ప్రతి పదార్థానికి వేర్వేరు సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత మరియు సంక్షోభ పీడనం ఉంటాయి.

పై పటంలోని వక్రరేఖ 4, వాయువు ద్రవంగా మారే ప్రక్రియను చూపిస్తుంది. నీడ వేసిన ప్రాంతం (పర్వతంలా కనిపించేది) వాయువు మరియు ద్రవం సమతాస్థితిలో ఉండే ప్రదేశం. మొదట, వాయువు ఘనపరిమాణం ఎక్కువగా ఉంటుంది. వాయు పీడనం పెరిగిన తర్వాత, అది బిందువు b (బి బిందువు ద్రవీభవన స్థానం, అంటే బాష్పీభవన స్థానం)కి చేరే వరకు వాయువు ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది. అది బిందువు bకి చేరుకున్నప్పుడు, వాయువు ద్రవంగా మారడం మొదలవుతుంది. వాయువు ద్రవంగా మారే ప్రక్రియలో (బి బిందువు నుండి ఎ బిందువు వరకు), పీడనం పెరగకపోయినా పదార్థం యొక్క ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది (దీనిని ఒక సరళ రేఖతో గుర్తించారు). ఎ బిందువు వద్ద, వాయువులన్నీ ద్రవంగా మారి ఉంటాయి. ఎ బిందువుకు చేరుకున్న తర్వాత, పదార్థానికి పీడనం జోడించడం వల్ల కేవలం స్వల్ప ఘనపరిమాణ మార్పు మాత్రమే వస్తుంది (దీనిని చాలా నిటారుగా ఉండే వక్రరేఖతో గుర్తించారు).

నిత్య జీవితంలో, మనం తరచుగా ఆవిరి మరియు వాయువు అనే పదాలను ఉపయోగిస్తాము. ఉదాహరణకు, నీటి ఆవిరి లేదా నైట్రోజన్ వాయువు. నీటి ఆవిరి అనేది నీటి నుండి వెలువడే వాయువే అయినప్పటికీ, మనం దానిని నీటి వాయువు అని చాలా అరుదుగా పిలుస్తాము. అదేవిధంగా నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్ మొదలైన వాటి విషయంలో కూడా. నైట్రోజన్ లేదా ఆక్సిజన్‌ను సాధారణంగా వాయువు అనే అంటారు. వాయువు మరియు ఆవిరికి వేర్వేరు అర్థాలు ఉన్నాయి. ఒక పదార్థం నుండి వెలువడే వాయువు దాని సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువగా ఉంటే, దానిని మనం ఆవిరి అని పిలుస్తాము. దీనికి విరుద్ధంగా, ఒక పదార్థం నుండి వెలువడే వాయువు దాని సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, దానిని మనం వాయువు అని పిలుస్తాము.

పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క రేఖాచిత్రం (దశ రేఖాచిత్రం)

గతంలో పీడనం మరియు ఘనపరిమాణం యొక్క రేఖాచిత్రాన్ని ఉపయోగించి పదార్థాల ప్రవర్తనను వివరించడం జరిగింది. PV రేఖాచిత్రాన్ని ఉపయోగించడంతో పాటు, పీడనం (P) మరియు ఉష్ణోగ్రత (T) యొక్క రేఖాచిత్రాన్ని ఉపయోగించి కూడా పదార్థాల ప్రవర్తనను వివరించవచ్చు. PT రేఖాచిత్రాలను సాధారణంగా దశ రేఖాచిత్రాలు అని అంటారు. ఒక పదార్థం యొక్క దశలను పోల్చడానికి ఈ రేఖాచిత్రాన్ని ఉపయోగిస్తారు కాబట్టి దీనిని దశ రేఖాచిత్రం అని పిలుస్తారు. తరచుగా దశను మార్చుకునే పదార్థాలలో నీరు ఒకటి.

రేఖాచిత్రంలో మూడు వక్రరేఖలు ఉన్నాయి, అవి బాష్పీభవన వక్రరేఖలు, ద్రవీభవన వక్రరేఖలు మరియు ఉత్పతన వక్రరేఖలు.

భాష్పీభవన వక్రరేఖ ద్రవ మరియు ఆవిరి సమతాస్థితిలో ఉండే బిందువులను చూపుతుంది. ద్రవ మరియు ఆవిరి రూపాలు సమతాస్థితిలో ఉండే బిందువును ద్రవీభవన స్థానం, లేదా బాష్పీభవన స్థానం అని అంటారు (ఈ బిందువు వద్ద ఆవిరి కరిగి నీరుగా మారగలదు కాబట్టి దీనిని ద్రవీభవన స్థానం అని, నీరు మరిగి ఆవిరిగా మారగలదు కాబట్టి దీనిని బాష్పీభవన స్థానం అని అంటారు). అందువల్ల, భాష్పీభవన వక్రరేఖ అనేది వాస్తవానికి పీడనం (P) మరియు బాష్పీభవన స్థానం / ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధాన్ని తెలిపే ఒక గ్రాఫ్. పీడనం ఎంత తక్కువగా ఉంటే, నీటి బాష్పీభవన స్థానం యొక్క ఉష్ణోగ్రత అంత తక్కువగా ఉంటుందని, లేదా పీడనం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, నీటి బాష్పీభవన స్థానం యొక్క ఉష్ణోగ్రత అంత ఎక్కువగా ఉంటుందని తెలుస్తుంది. 1 atm పీడనం వద్ద, నీటి బాష్పీభవన స్థానం యొక్క ఉష్ణోగ్రత 100 ^° C. దీనికి విరుద్ధంగా, 218 atm పీడనం వద్ద, నీటి బాష్పీభవన స్థానం యొక్క ఉష్ణోగ్రత = 374 ^° C.

218 atm పీడనాన్ని నీటి సంక్షోభ పీడనం అని, అలాగే 374 ^° C ఉష్ణోగ్రతను నీటి సంక్షోభ ఉష్ణోగ్రత అని అంటారు. ఆవిరి ఉష్ణోగ్రత 374 ^{° C కంటే తక్కువగా ఉంటే, దానికి 374 °} C పీడనం ఇచ్చినప్పుడు ఆవిరి ద్రవంగా మారగలదు. ఉష్ణోగ్రత 218 ^° C కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, పీడనం ఆవిరిని ద్రవంగా మార్చలేదు.

ద్రవీభవన వక్రరేఖ ద్రవ మరియు ఘన పదార్థాలు సమతాస్థితిలో ఉండే బిందువులను చూపుతుంది. ద్రవ మరియు ఘన పదార్థాలు సమతాస్థితిలో ఉండే బిందువును ద్రవీభవన స్థానం లేదా ఘనీభవన స్థానం అంటారు (ఈ బిందువు వద్ద మంచు నీరుగా కరగగలదు కాబట్టి దీనిని ద్రవీభవన స్థానం అని, నీరు మంచుగా ఘనీభవించగలదు కాబట్టి దీనిని ఘనీభవన స్థానం అని అంటారు). అందువల్ల, ద్రవీభవన వక్రరేఖ అనేది పీడనం (P) మరియు ద్రవీభవన స్థానం లేదా ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధాన్ని తెలిపే ఒక గ్రాఫ్. 1 atm పీడనం వద్ద, నీటి ఘనీభవన స్థానం (లేదా మంచు ద్రవీభవన స్థానం) = 0 ^° C. 218 atm పీడనానికి భిన్నంగా, నీటి ఘనీభవన స్థానం (లేదా మంచు ద్రవీభవన స్థానం) 0 ^{° C కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. గమనించదగ్గ విషయం ఏమిటంటే, 1 atm పీడనం వద్ద, ఉష్ణోగ్రత 0°C మరియు 100 °} C మధ్య ఉంటే నీరు ద్రవ రూపంలో ఉంటుంది. అదే 1 atm పీడనం వద్ద, ఉష్ణోగ్రత 0 ^° C కంటే తక్కువగా ఉంటే నీరు ఘన రూపంలో ఉంటుంది లేదా అదే 1 atm పీడనం వద్ద, ఉష్ణోగ్రత 100 ^° C కంటే ఎక్కువగా ఉంటే నీరు ఆవిరి రూపంలో ఉంటుంది.

ఉత్పతనం వక్రరేఖ ఘన మరియు ఆవిరి సమతాస్థితిలో ఉండే బిందువులను చూపిస్తుంది సమతౌల్యాన్ని ఉత్పతన బిందువు అంటారు. అందువల్ల, ఉత్పతన వక్రరేఖ అనేది పీడనం (P) మరియు ఉత్పతన బిందువు వద్ద ఉండే ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధాన్ని తెలిపే ఒక గ్రాఫ్. ఉత్పతనం అనేది ద్రవం గుండా వెళ్లకుండా, ఘనపదార్థం ఆవిరిగా మారే ప్రక్రియ. సాధారణంగా, ఉత్పతనం తక్కువ పీడనం వద్ద మాత్రమే జరుగుతుంది. ఉష్ణోగ్రత 0.01°C కంటే తక్కువగా ఉంటేనే మంచు ఉత్పతనం చెందగలదు. ^oC మరియు పీడనం 0.006 atm కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. మూడు వక్రరేఖలు ఖండించుకునే బిందువును ట్రిపుల్ పాయింట్ అంటారు.

దిగువన కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క దశ పటం ఇవ్వబడింది. నీటి దశ పటం మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ దశ పటంపై ఉన్న స్కేలు సరళరేఖగా లేదని గమనించండి.