আসুন শুরু করা যাক যে তরল হল একত্রিত হওয়ার মধ্যবর্তী অবস্থা। সমালোচনামূলক ফুটন্ত বিন্দুতে, এটি গ্যাসের অনুরূপ, এবং নিম্ন তাপমাত্রায়, একটি কঠিনের মতো বৈশিষ্ট্যগুলি উপস্থিত হয়। একটি তরলের একটি আদর্শ মডেল নেই, যা উল্লেখযোগ্যভাবে এর ভারসাম্য তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য, হিমাঙ্ক, সান্দ্রতা, প্রসারণ, তাপ পরিবাহিতা, পৃষ্ঠের টান, এনট্রপি, এনথালপির বর্ণনাকে জটিল করে তোলে।
সংজ্ঞা
প্রসারণ কি? এটি হল মাধ্যমের কণার বিস্তার, বন্টন, চলাচল, যা পদার্থের স্থানান্তর, ভারসাম্য ঘনত্ব প্রতিষ্ঠার দিকে পরিচালিত করে। বাহ্যিক প্রভাবের অনুপস্থিতিতে, এই প্রক্রিয়াটি কণার তাপীয় গতি দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই ক্ষেত্রে, প্রসারণ প্রক্রিয়া সরাসরি ঘনত্বের সমানুপাতিক। ডিফিউশন ফ্লাক্স ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের অনুরূপভাবে পরিবর্তিত হবে।
জাত
যদি কোনো তরলে বিচ্ছুরণ তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে এগিয়ে যায়, তাকে তাপীয় প্রসারণ বলে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে - ইলেক্ট্রোডিফিউশন।
একটি তরল বা গ্যাসের মধ্যে বড় কণার চলাচলের প্রক্রিয়াটি ঘটেব্রাউনিয়ান গতির নিয়ম।
প্রবাহের বৈশিষ্ট্য
গ্যাস, তরল এবং কঠিন পদার্থের বিচ্ছুরণ বিভিন্ন গতিতে চলে। বিভিন্ন মিডিয়াতে কণার তাপীয় গতির প্রকৃতির পার্থক্যের কারণে, প্রক্রিয়াটির গ্যাসে সর্বোচ্চ গতি এবং সর্বনিম্ন হার - কঠিন পদার্থে।
কণার গতিপথ একটি ভাঙা রেখা, কারণ দিক এবং গতি পর্যায়ক্রমে পরিবর্তিত হয়। বিশৃঙ্খল গতির কারণে, কণাটির মূল অবস্থান থেকে ধীরে ধীরে অপসারণ লক্ষ্য করা যায়। একটি সরলরেখা বরাবর এর স্থানচ্যুতি একটি ভাঙা পথ ধরে সংঘটিত পথের চেয়ে অনেক ছোট।
ফিকের আইন
একটি তরলে বিচ্ছুরণ দুটি ফিকের নিয়ম মেনে চলে:
- ডিফিউশন ফ্লাক্সের ঘনত্ব ডিফিউশন সহগ সহ ঘনত্বের সরাসরি সমানুপাতিক;
- ডিফিউশন ফ্লাক্স ঘনত্বের পরিবর্তনের হার ঘনত্বের পরিবর্তনের হারের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং এর বিপরীত দিক রয়েছে।
একটি তরলে ডিফিউশন একটি ভারসাম্য অবস্থান থেকে অন্য স্থানে অণুর লাফ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। অন্যান্য কণার সাথে বন্ধন ভাঙার জন্য পর্যাপ্ত পরিমাণে অণুতে শক্তি সরবরাহ করা হলে এই জাতীয় প্রতিটি লাফ দেখা যায়। গড় লাফ অণুর মধ্যে দূরত্ব অতিক্রম করে না।
একটি তরলে প্রসারণ কী তা আলোচনা করার সময়, আমরা লক্ষ্য করি যে প্রক্রিয়াটি তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। এর বৃদ্ধির সাথে, তরল কাঠামোর "আলগা করা" ঘটে, যার ফলস্বরূপ তীব্র বৃদ্ধি হয়সময়ের প্রতি একক লাফের সংখ্যা।
গ্যাস, তরল এবং কঠিন পদার্থে বিচ্ছুরণের কিছু স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, কঠিন পদার্থে, প্রক্রিয়াটি স্ফটিক জালির মধ্যে পরমাণুর গতিবিধির সাথে জড়িত।
ঘটনার বৈশিষ্ট্য
একটি তরলে বিচ্ছুরণ ব্যবহারিক আগ্রহের কারণ এটি একটি প্রাথমিকভাবে অসংলগ্ন মাধ্যমে একটি পদার্থের ঘনত্বের সমানকরণের সাথে থাকে। উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি কণা উচ্চ ঘনত্বের এলাকা থেকে পালিয়ে যায়।
পরীক্ষা
তরল নিয়ে পরীক্ষায় দেখা গেছে যে রাসায়নিক গতিবিদ্যায় প্রসারণের বিশেষ গুরুত্ব রয়েছে। বিক্রিয়ক বা অনুঘটকের পৃষ্ঠে একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া চলাকালীন, এই প্রক্রিয়াটি প্রতিক্রিয়া পণ্য অপসারণের হার নির্ধারণে এবং প্রাথমিক বিকারক যোগ করার ক্ষেত্রে অবদান রাখে।
তরল পদার্থের বিচ্ছুরণকে কী ব্যাখ্যা করে? দ্রাবক অণুগুলি ট্রান্সলুসেন্ট ঝিল্লির মাধ্যমে প্রবেশ করতে সক্ষম হয়, যার ফলে একটি অসমোটিক চাপ হয়। এই ঘটনাটি পদার্থের পৃথকীকরণের জন্য রাসায়নিক ও ভৌত পদ্ধতিতে প্রয়োগ পেয়েছে।
জৈবিক ব্যবস্থা
এই ক্ষেত্রে, ফুসফুসে বায়ু অক্সিজেন প্রবেশ, অন্ত্র থেকে পরিপাক দ্রব্য রক্তে শোষণ, মূলের লোম দ্বারা খনিজ উপাদানের শোষণের উদাহরণের উপর প্রসারিত মডেলগুলি বিবেচনা করা যেতে পারে। পেশী এবং স্নায়ু কোষ দ্বারা জৈব বৈদ্যুতিক আবেগ তৈরির সময় আয়নগুলির বিচ্ছুরণ ঘটে।
শারীরিক ফ্যাক্টর যা প্রভাবিত করেনির্দিষ্ট উপাদানের শরীরের কোষে জমা হওয়ার নির্বাচনীতা হল কোষের ঝিল্লির মাধ্যমে আয়নগুলির অনুপ্রবেশের বিভিন্ন হার। এই প্রক্রিয়াটি ফিকের আইন দ্বারা প্রকাশ করা যেতে পারে, মেমব্রেনের ব্যাপ্তিযোগ্যতার সাথে ডিফিউশন সহগের মান প্রতিস্থাপন করে এবং ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের পরিবর্তে, ঝিল্লির উভয় পাশের মানের পার্থক্য ব্যবহার করুন। কোষে পানি ও গ্যাসের প্রসারণ অনুপ্রবেশের সাথে, কোষের বাইরে এবং ভিতরে অসমোটিক চাপের সূচকগুলি পরিবর্তিত হয়।
বিস্তারের উপর নির্ভর করে তা বিশ্লেষণ করে, আমরা লক্ষ্য করি যে এই প্রক্রিয়াটির বিভিন্ন প্রকার রয়েছে। সরল ফর্মটি তাদের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সম্ভাবনার গ্রেডিয়েন্টের দিকে আয়ন এবং অণুগুলির বিনামূল্যে স্থানান্তরের সাথে যুক্ত। উদাহরণস্বরূপ, এই বিকল্পটি সেই সমস্ত পদার্থের জন্য উপযুক্ত যেখানে অণুগুলি ছোট আকারের, উদাহরণস্বরূপ, মিথাইল অ্যালকোহল, জল৷
সীমিত বৈকল্পিক পদার্থের একটি দুর্বল স্থানান্তর অনুমান করে। উদাহরণস্বরূপ, এমনকি ছোট কণাও একটি কোষে প্রবেশ করতে পারে না।
ইতিহাসের পাতা
প্রাচীন গ্রীক সংস্কৃতির উর্ধ্বতন সময়ে ডিফিউশন আবিষ্কৃত হয়েছিল। ডেমোক্রিটাস এবং অ্যানাক্সোগোরাস নিশ্চিত ছিলেন যে কোনও পদার্থই পরমাণু নিয়ে গঠিত। তারা পৃথক পরমাণুর মধ্যে সংযোগের মাধ্যমে প্রকৃতিতে সাধারণ পদার্থের বিভিন্নতা ব্যাখ্যা করেছিল। তারা ধরে নিয়েছিল যে এই কণাগুলি মিশে নতুন পদার্থ তৈরি করতে পারে। আণবিক-কাইনেটিক তত্ত্বের প্রতিষ্ঠাতাদের মধ্যে, যা বিস্তারের প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করেছিল, মিখাইল লোমোনোসভ একটি বিশেষ ভূমিকা পালন করেছিলেন। তারা একটি অণু, একটি পরমাণুর একটি সংজ্ঞা দিয়েছেন এবং দ্রবীভূত করার প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করেছেন৷
পরীক্ষা
চিনির সাথে অভিজ্ঞতা আপনাকে ছড়িয়ে দেওয়ার সমস্ত বৈশিষ্ট্য বুঝতে দেয়। ঠান্ডা চায়ে এক টুকরো চিনি দিলে কাপের নীচে ধীরে ধীরে ঘন সিরাপ তৈরি হবে। এটা খালি চোখে দেখা যায়। কিছু সময়ের পরে, সিরাপটি তরলের ভলিউম জুড়ে সমানভাবে বিতরণ করা হবে এবং আর দৃশ্যমান হবে না। এই প্রক্রিয়াটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে এগিয়ে যায় এবং সমাধানের উপাদানগুলিকে মিশ্রিত করে না। একইভাবে, পারফিউমের সুবাস সারা ঘরে ছড়িয়ে পড়ে।
উপরের পরীক্ষাগুলি দেখায় যে প্রসারণ হল একটি পদার্থের অণুর অন্যটিতে প্রবেশের একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া। মহাকর্ষের উপস্থিতি সত্ত্বেও পদার্থের বিস্তার সব দিকেই ঘটে। এই ধরনের প্রক্রিয়া বস্তুর অণুগুলির ধ্রুবক চলাচলের একটি সরাসরি নিশ্চিতকরণ।
এইভাবে, উপরের উদাহরণে, চিনি এবং জলের অণুগুলির বিচ্ছুরণ সঞ্চালিত হয়, যার সাথে তরলের আয়তন জুড়ে জৈব পদার্থের অণুগুলির একটি অভিন্ন বন্টন হয়৷
পরীক্ষাগুলি কেবল তরল নয়, বায়বীয় পদার্থেও বিচ্ছুরণ সনাক্ত করা সম্ভব করে। উদাহরণস্বরূপ, আপনি দাঁড়িপাল্লাতে ইথার বাষ্প সহ একটি ধারক ইনস্টল করতে পারেন। ধীরে ধীরে, কাপ ভারসাম্য আসবে, তারপর ইথারের গ্লাস ভারী হবে। এই ঘটনার কারণ কি?
সময়ের সাথে সাথে, ইথার অণুগুলি বায়ু কণার সাথে মিশে যায় এবং ঘরে একটি নির্দিষ্ট গন্ধ অনুভূত হতে শুরু করে। একটি উচ্চ বিদ্যালয়ের পদার্থবিদ্যা কোর্সে, একটি পরীক্ষা বিবেচনা করা হয় যেখানে একজন শিক্ষক পানিতে পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট (পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট) এর একটি দানা দ্রবীভূত করেন। প্রথমে, শস্য চলাচলের একটি স্পষ্ট গতিপথ দৃশ্যমান হয়,কিন্তু ধীরে ধীরে পুরো সমাধান একটি অভিন্ন ছায়া অর্জন করে। পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে, শিক্ষক বিস্তারের বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করেন৷
তরল প্রক্রিয়ার গতিকে প্রভাবিত করে এমন কারণগুলি সনাক্ত করতে, আপনি বিভিন্ন তাপমাত্রার জল ব্যবহার করতে পারেন। একটি গরম তরলে, অণুগুলির পারস্পরিক মিশ্রণের প্রক্রিয়াটি অনেক দ্রুত পরিলক্ষিত হয়, তাই, তাপমাত্রার মান এবং প্রসারণের হারের মধ্যে একটি সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে৷
উপসংহার
গ্যাস, তরল এবং কঠিন পদার্থের সাথে পরিচালিত পরীক্ষাগুলি পদার্থবিজ্ঞানের আইন প্রণয়ন করা, পৃথক পরিমাণের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করা সম্ভব করে।
এটি পরীক্ষার ফলস্বরূপ যে একটি পদার্থের কণার অন্য পদার্থের মধ্যে পারস্পরিক অনুপ্রবেশের প্রক্রিয়া প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল, তাদের আন্দোলনের বিশৃঙ্খল প্রকৃতি প্রমাণিত হয়েছিল। পরীক্ষামূলকভাবে, এটি পাওয়া গেছে যে বায়বীয় পদার্থের মধ্যে প্রসারণ দ্রুত ঘটে। এই প্রক্রিয়াটি বন্যপ্রাণীর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়৷
এই ঘটনার জন্য ধন্যবাদ, পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের সমজাতীয় গঠন বজায় রাখা হয়েছে। অন্যথায়, পৃথক বায়বীয় পদার্থে ট্রপোস্ফিয়ারের স্তরবিন্যাস পরিলক্ষিত হবে এবং ভারী কার্বন ডাই অক্সাইড, শ্বাস নেওয়ার জন্য অনুপযুক্ত, আমাদের গ্রহের পৃষ্ঠের সবচেয়ে কাছাকাছি হবে। এটা কি হতে হবে? বন্যপ্রাণীর অস্তিত্ব বিলুপ্ত হয়ে যাবে।
উদ্ভিদ জগতে ছড়িয়ে দেওয়ার ভূমিকাও দুর্দান্ত। গাছের লোভনীয় মুকুট পাতার পৃষ্ঠের মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়া বিনিময়ের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। ফলে শুধু শ্বাস-প্রশ্বাসই নয়, গাছের পুষ্টিও হয়। বর্তমানে কৃষিতেগুল্ম এবং গাছের পাতার খাবার ব্যবহার করা হয়, যার মধ্যে বিশেষ রাসায়নিক যৌগ দিয়ে মুকুট স্প্রে করা হয়।
প্রসারণের সময় উদ্ভিদ মাটি থেকে পুষ্টি গ্রহণ করে। জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে ঘটমান শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়াগুলিও এই ঘটনার সাথে যুক্ত। উদাহরণস্বরূপ, লবণের ভারসাম্য বিস্তার ছাড়া অসম্ভব। অক্সিজেন সহ হ্রদ এবং নদী সরবরাহের ক্ষেত্রে এই জাতীয় প্রক্রিয়াগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। গ্যাসটি প্রসারণের মাধ্যমে অবিকল জলাধারের গভীরতায় প্রবেশ করে। এই ধরনের প্রক্রিয়া অনুপস্থিত থাকলে, জলাধারের ভিতরে জীবনের অস্তিত্ব বন্ধ হয়ে যেত।
যে ওষুধ খাওয়া একজন ব্যক্তিকে বিভিন্ন রোগের প্যাথোজেন থেকে নিজেকে রক্ষা করতে এবং সুস্থতার উন্নতি করতে দেয় তাও বিস্তারের উপর ভিত্তি করে। এই ঘটনাটি ধাতুর ঢালাই, বিট চিপস থেকে চিনির রস উত্পাদন এবং মিষ্টান্ন তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। আধুনিক শিল্পের এমন একটি শাখা খুঁজে পাওয়া কঠিন যেখানে প্রসারণ ব্যবহার করা হয় না।
