अध्याय 1 - रसायन विज्ञान
वह सब कुछ जो स्थान घेरता है, द्रव्यमान रखता है और इंद्रियों द्वारा महसूस किया जा सकता है, पदार्थ कहलाता है।
इन्हें निम्न आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:
पदार्थ को निम्न प्रकार वर्गीकृत किया जाता है:
| गुण | ठोस | द्रव | गैस |
|---|---|---|---|
| आकार और आकृति | निश्चित आकृति होती है | निश्चित आकृति नहीं होती, पात्र का आकार ले लेता है | अनिश्चित आकृति होती है, अणु ढीले व्यवस्थित होते हैं |
| आयतन | निश्चित आयतन | निश्चित आयतन | अनिश्चित आयतन |
| अंतरा-आणविक दूरी | न्यूनतम अंतरा-आणविक दूरी | गैसों से कम और ठोस से अधिक दूरी | अधिकतम अंतरा-आणविक दूरी |
| अंतरा-आणविक आकर्षण बल | अणुओं के बीच अधिकतम आकर्षण बल | ठोस की तुलना में कम आकर्षण बल | न्यूनतम आकर्षण बल |
| संपीड्यता | संपीड्यता नहीं (आसानी से संपीड़ित नहीं हो सकता) | थोड़ी संपीड्यता (कुछ हद तक संपीड़ित किया जा सकता है) | उच्च संपीड्यता (आसानी से संपीड़ित किया जा सकता है) |
| विसरण | द्रव में विसरित हो सकता है | ठोस से अधिक विसरण | सबसे अधिक विसरण (अणु उच्च गति से यादृच्छिक गति करते हैं) |
| घनत्व | सबसे अधिक | कम | बहुत कम |
| गतिज ऊर्जा | बहुत कम | मध्यम | सबसे अधिक |
ठोस → गर्म → द्रव → गर्म → गैस → ठंडा
उदाहरण: बर्फ को गर्म करने पर यह पानी में बदल जाती है। पानी को गर्म करने पर यह भाप में बदल जाता है। भाप को ठंडा करने पर यह पानी में बदल जाती है और पानी को ठंडा करने पर यह बर्फ में बदल जाता है।
जब ठोस को गर्म किया जाता है तो कण अधिक तेजी से कंपन करने लगते हैं और अधिक स्वतंत्र रूप से गति करने लगते हैं। फिर एक विशेष तापमान पर ठोस पिघलकर द्रव में बदल जाता है। पिघलने की इस प्रक्रिया को गलन कहा जाता है।
वह तापमान जिस पर ठोस पिघलता है, गलनांक कहलाता है। बर्फ का गलनांक 0°C (273.15 K) होता है।
वह ऊष्मा ऊर्जा जो 1 kg ठोस को उसके गलनांक पर वायुमंडलीय दाब पर द्रव में बदलने के लिए आवश्यक होती है, गलन की गुप्त ऊष्मा कहलाती है।
\[ Q = mL \]
जहाँ:
\( Q \) = गलन की गुप्त ऊष्मा
\( m \) = पदार्थ का द्रव्यमान
\( L \) = ठोस की विशिष्ट गुप्त ऊष्मा
जब द्रव को गर्म किया जाता है तो उसके कण और भी तेजी से गति करने लगते हैं। फिर एक विशेष तापमान पर द्रव उबलने लगता है और गैस (वाष्प) में बदल जाता है।
वह तापमान जिस पर द्रव उबलने लगता है, क्वथनांक कहलाता है। पानी का क्वथनांक 100°C (373.15 K) होता है।
वह ऊष्मा ऊर्जा जो 1 kg द्रव को उसके क्वथनांक पर वायुमंडलीय दाब पर वाष्प में बदलने के लिए आवश्यक होती है, वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा कहलाती है।
पदार्थ का परस्पर परिवर्तन: उदाहरण के लिए, पानी बर्फ के रूप में ठोस, पानी के रूप में द्रव और वाष्प के रूप में गैस अवस्था में रहता है।
जब कोई पदार्थ बिना द्रव अवस्था में गए सीधे ठोस से गैस अवस्था में परिवर्तित हो जाता है, इस प्रक्रिया को उर्ध्वपातन कहते हैं।
वह ऊष्मा ऊर्जा जो ठोस को वाष्प अवस्था में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक होती है, उर्ध्वपातन ऊर्जा कहलाती है।
उदाहरण: अमोनियम क्लोराइड, आयोडीन, नेफ्थलीन बॉल्स, ड्राई आइस, कपूर।
वह तापमान जिस पर कोई ठोस पदार्थ द्रव पदार्थ में बदल जाता है, गलनांक कहलाता है। गलनांक पर पदार्थ की दो अवस्थाएँ (ठोस, द्रव) एक साथ विद्यमान रहती हैं।
उदाहरण: पानी का गलनांक और हिमांक 0°C होता है।
\[ Q = m \cdot s \cdot \Delta T \]
जहाँ:
\( \Delta T \) = तापमान अंतर
\( s \) = विशिष्ट ऊष्मा
वह प्रक्रिया जिसके द्वारा कोई ठोस पदार्थ द्रव पदार्थ में बदल जाता है, संगलन कहलाता है।
वह तापमान जिस पर पदार्थ की द्रव अवस्था ठोस अवस्था में बदल जाती है, हिमांक कहलाता है।
उदाहरण: पानी का हिमांक 0°C होता है।
\[ T(K) = T(°C) + 273.16 \]
वह प्रक्रिया जिसमें कोई द्रव पदार्थ वायुमंडलीय दाब पर अपने क्वथनांक से नीचे किसी भी तापमान पर वाष्प अवस्था में बदल जाता है, वाष्पीकरण कहलाता है।
नोट: तापमान, पृष्ठीय क्षेत्रफल और हवा की गति बढ़ाने पर वाष्पीकरण की दर बढ़ जाती है, और आर्द्रता बढ़ाने पर वाष्पीकरण की दर घट जाती है।
| वाष्पीकरण | वाष्पन |
|---|---|
| वह प्रक्रिया जिसमें द्रव अपने क्वथनांक पर वाष्प अवस्था में बदलता है | वह प्रक्रिया जिसमें द्रव अपने क्वथनांक से नीचे किसी भी तापमान पर वाष्प में बदलता है |
| यह एक समग्र घटना है | यह एक पृष्ठीय घटना है |
| यह एक तीव्र और प्रचंड प्रक्रिया है | यह एक धीमी और शांत प्रक्रिया है |
| वाष्पीकरण के दौरान तापमान नहीं बदलता | वाष्पन के दौरान तापमान बदलता है |
संघनन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पदार्थ की भौतिक अवस्था गैसीय अवस्था से द्रव अवस्था में बदल जाती है।
उदाहरण: संघनन तब होता है जब हवा में मौजूद जलवाष्प ठंडी सतह के संपर्क में आकर द्रव (पानी) में बदल जाती है।