এই নিবন্ধটি ব্যাখ্যা করে যে স্ফটিককরণ এবং গলে যাওয়া কী। জলের একত্রিতকরণের বিভিন্ন অবস্থার উদাহরণ ব্যবহার করে, এটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে হিমায়িত এবং গলানোর জন্য কত তাপ প্রয়োজন এবং কেন এই মানগুলি আলাদা। পলি- এবং একক-ক্রিস্টালগুলির মধ্যে পার্থক্য দেখানো হয়েছে, সেইসাথে পরবর্তীগুলি তৈরির জটিলতা দেখানো হয়েছে৷
অন্য সামগ্রিক অবস্থায় স্থানান্তর
একজন সাধারণ মানুষ খুব কমই এটি সম্পর্কে ভাবেন, কিন্তু জীবন যে স্তরে এখন বিদ্যমান তা বিজ্ঞান ছাড়া অসম্ভব। কোনটি? প্রশ্নটি সহজ নয়, কারণ অনেক প্রক্রিয়া বিভিন্ন শৃঙ্খলার সংযোগস্থলে ঘটে। যে সমস্ত ঘটনাগুলির জন্য বিজ্ঞানের ক্ষেত্রটিকে সুনির্দিষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করা কঠিন তা হল স্ফটিককরণ এবং গলে যাওয়া। দেখে মনে হবে, ভাল, এখানে এত জটিল কী: সেখানে জল ছিল - বরফ ছিল, একটি ধাতব বল ছিল - তরল ধাতুর পুঁজ ছিল। যাইহোক, একত্রীকরণের এক অবস্থা থেকে অন্য রাজ্যে রূপান্তরের জন্য কোন সঠিক প্রক্রিয়া নেই। পদার্থবিদরা জঙ্গলের গভীর থেকে গভীরে যাচ্ছেন, কিন্তু ঠিক কোন সময়ে মৃতদেহের গলে যাওয়া এবং স্ফটিককরণ শুরু হবে তা এখনও সঠিকভাবে অনুমান করা সম্ভব নয়।দেখা যাচ্ছে।
আমরা যা জানি
মানবতা এখনও কিছু জানে। গলে যাওয়া এবং স্ফটিককরণের তাপমাত্রা বেশ সহজে পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারিত হয়। তবে এখানেও সবকিছু এত সহজ নয়। সবাই জানে যে জল গলে যায় এবং শূন্য ডিগ্রি সেলসিয়াসে জমে যায়। যাইহোক, জল সাধারণত শুধুমাত্র কিছু তাত্ত্বিক গঠন নয়, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট আয়তন। ভুলে যাবেন না যে গলে যাওয়া এবং স্ফটিককরণের প্রক্রিয়া তাত্ক্ষণিক নয়। বরফের ঘনকটি ঠিক শূন্য ডিগ্রীতে পৌঁছানোর আগে একটু গলতে শুরু করে, গ্লাসের জল প্রথম বরফের স্ফটিক দিয়ে আবৃত থাকে একটি তাপমাত্রায় যা স্কেলে এই চিহ্নের সামান্য উপরে।
অন্য একত্রিত অবস্থায় স্থানান্তরের সময় তাপের নির্গমন এবং শোষণ
স্ফটিককরণ এবং কঠিন পদার্থের গলে যাওয়া নির্দিষ্ট তাপীয় প্রভাবের সাথে থাকে। তরল অবস্থায়, অণু (বা কখনও কখনও পরমাণু) একসাথে খুব শক্তভাবে আবদ্ধ থাকে না। এই কারণে, তাদের "তরলতা" এর সম্পত্তি রয়েছে। যখন শরীর তাপ হারাতে শুরু করে, তখন পরমাণু এবং অণুগুলি তাদের জন্য সবচেয়ে সুবিধাজনক কাঠামোতে একত্রিত হতে শুরু করে। এইভাবে স্ফটিককরণ ঘটে। প্রায়শই এটি বাহ্যিক অবস্থার উপর নির্ভর করে যে একই কার্বন থেকে গ্রাফাইট, হীরা বা ফুলেরিন প্রাপ্ত হবে কিনা। তাই শুধুমাত্র তাপমাত্রা নয়, চাপও প্রভাবিত করে কিভাবে স্ফটিককরণ এবং গলে যাবে। যাইহোক, একটি অনমনীয় স্ফটিক কাঠামোর বন্ধন ভাঙতে, এটি তৈরি করার চেয়ে একটু বেশি শক্তি এবং তাই তাপের পরিমাণ লাগে। এইভাবে,একই প্রক্রিয়ার অবস্থার অধীনে পদার্থটি গলে যাওয়ার চেয়ে দ্রুত হিমায়িত হবে। এই ঘটনাটিকে সুপ্ত তাপ বলা হয় এবং উপরে বর্ণিত পার্থক্য প্রতিফলিত করে। মনে রাখবেন যে সুপ্ত তাপের সাথে তাপের কোন সম্পর্ক নেই এবং এটি স্ফটিককরণ এবং গলে যাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ প্রতিফলিত করে।
অন্য একত্রিত অবস্থায় স্থানান্তরের পরে আয়তনের পরিবর্তন
ইতিমধ্যে উল্লিখিত হিসাবে, তরল এবং কঠিন অবস্থায় বন্ডের পরিমাণ এবং গুণমান ভিন্ন। তরল অবস্থার জন্য আরও শক্তির প্রয়োজন, তাই পরমাণুগুলি দ্রুত গতিতে চলে, ক্রমাগত এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় ঝাঁপিয়ে পড়ে এবং অস্থায়ী বন্ধন তৈরি করে। যেহেতু কণার দোলনের প্রশস্ততা বেশি, তাই তরলটি একটি বড় আয়তনও দখল করে। যেখানে একটি কঠিন দেহে বন্ধনগুলি অনমনীয়, প্রতিটি পরমাণু একটি ভারসাম্য অবস্থানের চারপাশে দোলা দেয়, এটি তার অবস্থান ছেড়ে যেতে অক্ষম। এই কাঠামো কম জায়গা নেয়। সুতরাং পদার্থের গলে যাওয়া এবং স্ফটিককরণের সাথে আয়তনের পরিবর্তন হয়।
স্ফটিককরণ এবং জল গলে যাওয়ার বৈশিষ্ট্য
আমাদের গ্রহের জন্য জলের মতো একটি সাধারণ এবং গুরুত্বপূর্ণ তরল, সম্ভবত এটি কোনও কাকতালীয় নয় যে এটি প্রায় সমস্ত জীবের জীবনে একটি বড় ভূমিকা পালন করে। স্ফটিককরণ এবং গলে যাওয়ার জন্য যে পরিমাণ তাপের প্রয়োজন, সেইসাথে একত্রিতকরণের অবস্থা পরিবর্তন করার সময় আয়তনের পরিবর্তনের মধ্যে পার্থক্য উপরে বর্ণিত হয়েছে। উভয় নিয়মের কিছু ব্যতিক্রম হল জল। বিভিন্ন অণুর হাইড্রোজেন, এমনকি তরল অবস্থায়ও, অল্প সময়ের জন্য একত্রিত হয়, একটি দুর্বল গঠন করে, কিন্তু এখনও নয়শূন্য হাইড্রোজেন বন্ধন। এটি এই সার্বজনীন তরলটির অবিশ্বাস্যভাবে উচ্চ তাপ ক্ষমতা ব্যাখ্যা করে। এটি লক্ষ করা উচিত যে এই বন্ধনগুলি জলের প্রবাহে হস্তক্ষেপ করে না। কিন্তু হিমাঙ্কের সময় তাদের ভূমিকা (অন্য কথায়, স্ফটিককরণ) শেষ পর্যন্ত অস্পষ্ট থাকে। যাইহোক, এটি স্বীকৃত হওয়া উচিত যে একই ভরের বরফ তরল জলের চেয়ে বেশি আয়তন দখল করে। এই সত্যটি পাবলিক ইউটিলিটিগুলির অনেক ক্ষতি করে এবং তাদের পরিবেশন করা লোকেদের জন্য অনেক সমস্যার সৃষ্টি করে৷
এই ধরনের বার্তা একাধিকবার বা দুইবার সংবাদে দেখা যায়। শীতকালে দূর্ঘটনা ঘটে কোন এক জনবসতির বয়লার হাউজে। তুষারঝড়, বরফ বা তীব্র তুষারপাতের কারণে, আমাদের কাছে জ্বালানী সরবরাহ করার সময় ছিল না। রেডিয়েটার এবং ট্যাপগুলিতে সরবরাহ করা জল গরম হওয়া বন্ধ করে দিয়েছে। যদি এটি সময়মতো নিষ্কাশন না করা হয়, সিস্টেমটিকে অন্তত আংশিকভাবে খালি রেখে, এবং পছন্দসইভাবে সম্পূর্ণ শুষ্ক, এটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা অর্জন করতে শুরু করে। প্রায়শই, দুর্ভাগ্যবশত, এই সময়ে গুরুতর frosts আছে। এবং বরফ পাইপগুলিকে ভেঙে দেয়, যা মানুষকে আগামী মাসগুলিতে আরামদায়ক জীবনের সুযোগ ছাড়াই ফেলে দেয়। তারপর, অবশ্যই, দুর্ঘটনা দূর হয়, জরুরী পরিস্থিতি মন্ত্রণালয়ের সাহসী কর্মচারীরা, তুষারঝড় ভেঙ্গে, হেলিকপ্টারে কয়েক টন লোভনীয় কয়লা সেখানে ফেলে দেয়, এবং দুর্ভাগ্যবশত প্লাম্বাররা তীব্র ঠান্ডায় চব্বিশ ঘন্টা পাইপ পরিবর্তন করে।
তুষার এবং তুষারফলক
যখন আমরা বরফের কথা চিন্তা করি, আমরা প্রায়শই এক গ্লাস জুসের মধ্যে ঠান্ডা ঘনক বা হিমায়িত অ্যান্টার্কটিকার বিশাল বিস্তৃতির কথা ভাবি। তুষার একটি বিশেষ ঘটনা হিসাবে মানুষ দ্বারা অনুভূত হয়, যা মনে হয়জলের সাথে সম্পর্কিত নয়। কিন্তু প্রকৃতপক্ষে এটি একই বরফ, শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট ক্রমে হিমায়িত যা আকৃতি নির্ধারণ করে। তারা বলে যে পুরো বিশ্বে দুটি অভিন্ন তুষারফলক নেই। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের একজন বিজ্ঞানী গুরুত্ব সহকারে ব্যবসায় নেমেছিলেন এবং পছন্দসই আকারের এই ষড়ভুজাকার সৌন্দর্যগুলি পাওয়ার জন্য শর্তগুলি নির্ধারণ করেছিলেন। তার ল্যাব এমনকি একটি গ্রাহক-স্পন্সর চামড়া একটি তুষারকণা তুষারপাত প্রদান করতে পারে. যাইহোক, শিলাবৃষ্টি, তুষারপাতের মতো, স্ফটিককরণের একটি খুব অদ্ভুত প্রক্রিয়ার ফলাফল - বাষ্প থেকে, জল থেকে নয়। একটি কঠিন বস্তুর অবিলম্বে একটি বায়বীয় সমষ্টিতে বিপরীত রূপান্তরকে পরমানন্দ বলে।
একক স্ফটিক এবং পলিক্রিস্টাল
শীতকালে বাসের কাঁচে বরফের নমুনা দেখেছেন সবাই। এগুলি গঠিত হয় কারণ পরিবহনের ভিতরে তাপমাত্রা শূন্য সেলসিয়াসের উপরে থাকে। এবং এছাড়াও, অনেক লোক, হালকা বাষ্প থেকে বাতাসের সাথে নিঃশ্বাস ত্যাগ করে, আর্দ্রতা বৃদ্ধি করে। কিন্তু কাচের (প্রায়শই পাতলা একক) একটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা থাকে, অর্থাৎ নেতিবাচক। জলীয় বাষ্প, তার পৃষ্ঠ স্পর্শ করে, খুব দ্রুত তাপ হারায় এবং একটি কঠিন অবস্থায় পরিণত হয়। একটি স্ফটিক অন্যটির সাথে লেগে থাকে, প্রতিটি ধারাবাহিক আকৃতি আগেরটির থেকে কিছুটা আলাদা এবং সুন্দর অপ্রতিসম নিদর্শনগুলি দ্রুত বৃদ্ধি পায়। এটি পলিক্রিস্টালগুলির একটি উদাহরণ। "পলি" ল্যাটিন "অনেক" থেকে এসেছে। এই ক্ষেত্রে, মাইক্রোপার্টের একটি সংখ্যা একটি একক সমগ্র একত্রিত করা হয়. যে কোনও ধাতব পণ্যও প্রায়শই একটি পলিক্রিস্টাল হয়। কিন্তু কোয়ার্টজের প্রাকৃতিক প্রিজমের নিখুঁত রূপ হল একটি একক স্ফটিক। এর গঠনে, দিকনির্দেশের পলিক্রিস্টালাইন ভলিউমগুলিতে কেউ ত্রুটি এবং ফাঁক খুঁজে পাবে নাঅংশগুলি এলোমেলোভাবে সাজানো হয়েছে এবং একে অপরের সাথে একমত নয়৷
স্মার্টফোন এবং দূরবীন
কিন্তু আধুনিক প্রযুক্তিতে, একেবারে বিশুদ্ধ একক স্ফটিক প্রায়ই প্রয়োজন হয়। উদাহরণস্বরূপ, প্রায় যেকোনো স্মার্টফোনের অন্ত্রে একটি সিলিকন মেমরি উপাদান থাকে। এই পুরো আয়তনের একটি পরমাণু তার আদর্শ অবস্থান থেকে সরানো উচিত নয়। সবাইকে তাদের জায়গা নিতে হবে। অন্যথায়, একটি ছবির পরিবর্তে, আপনি আউটপুটে শব্দ পাবেন, এবং সম্ভবত, অপ্রীতিকরগুলি।
বাইনোকুলারে, নাইট ভিশন ডিভাইসগুলিরও যথেষ্ট পরিমাণে বিশাল একরশ্মি প্রয়োজন যা ইনফ্রারেড বিকিরণকে দৃশ্যমানে রূপান্তরিত করে। এগুলি বাড়ানোর বিভিন্ন উপায় রয়েছে তবে প্রতিটির জন্য বিশেষ যত্ন এবং যাচাইকৃত গণনা প্রয়োজন। কিভাবে একক স্ফটিক প্রাপ্ত হয়, বিজ্ঞানীরা অবস্থার ফেজ ডায়াগ্রাম থেকে বুঝতে পারেন, অর্থাৎ, তারা একটি পদার্থের গলে যাওয়া এবং স্ফটিককরণের গ্রাফটি দেখেন। এই ধরনের ছবি আঁকা কঠিন, এই কারণেই পদার্থ বিজ্ঞানীরা বিশেষ করে সেই বিজ্ঞানীদের প্রশংসা করেন যারা এই ধরনের গ্রাফের সমস্ত বিবরণ খুঁজে বের করার সিদ্ধান্ত নেন।
