वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा क्या मापती है?

वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा ऊष्मा ऊर्जा की वह मात्रा है जिसे किसी द्रव को क्वथनांक पर वाष्पीकृत करने के लिए उसमें मिलाना पड़ता है। गर्मी को गुप्त कहा जाता है क्योंकि यह तरल को गर्म नहीं करता है। यह केवल तरल में मौजूद अंतर-आणविक बलों पर काबू पाता है और अणुओं को एक साथ रखता है, उन्हें गैस के रूप में बाहर निकलने से रोकता है। जब अंतर-आणविक बलों को तोड़ने के लिए तरल में पर्याप्त ऊष्मा ऊर्जा जोड़ी जाती है, तो अणु तरल की सतह को छोड़ने के लिए स्वतंत्र होते हैं और गर्म होने वाली सामग्री की वाष्प अवस्था बन जाते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

वाष्पीकरण की गुप्त गर्मी तरल को गर्म नहीं करती है, बल्कि सामग्री की वाष्प अवस्था के गठन की अनुमति देने के लिए अंतर-आणविक बंधनों को तोड़ती है। तरल पदार्थ के अणु अंतर-आणविक बलों से बंधे होते हैं जो तरल के अपने क्वथनांक तक पहुंचने पर उन्हें गैस बनने से रोकते हैं। इन बंधों को तोड़ने के लिए जितनी ऊष्मा ऊर्जा जोड़ी जानी चाहिए, वह वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा है।

एक तरल के अणु चार प्रकार के अंतर-आणविक बलों का अनुभव कर सकते हैं जो अणुओं को एक साथ रखते हैं और वाष्पीकरण की गर्मी को प्रभावित करते हैं। तरल अणुओं में बंधन बनाने वाले इन बलों को डच भौतिक विज्ञानी जोहान्स वैन डेर वाल्स के बाद वैन डेर वाल्स बल कहा जाता है, जिन्होंने तरल पदार्थ और गैसों के लिए राज्य का समीकरण विकसित किया था।

ध्रुवीय अणुओं में अणु के एक सिरे पर थोड़ा धनात्मक आवेश होता है और दूसरे सिरे पर थोड़ा सा ऋणात्मक आवेश होता है। उन्हें द्विध्रुव कहा जाता है, और वे कई प्रकार के अंतर-आणविक बंधन बना सकते हैं। द्विध्रुव जिनमें हाइड्रोजन परमाणु शामिल है, हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं। तटस्थ अणु अस्थायी द्विध्रुव बन सकते हैं और एक बल का अनुभव कर सकते हैं जिसे लंदन फैलाव बल कहा जाता है। इन बंधनों को तोड़ने के लिए वाष्पीकरण की गर्मी के अनुरूप ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

हाइड्रोजन बंधन एक द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय बंधन है जिसमें हाइड्रोजन परमाणु शामिल होता है। हाइड्रोजन परमाणु विशेष रूप से मजबूत बंधन बनाते हैं क्योंकि एक अणु में हाइड्रोजन परमाणु एक प्रोटॉन के बिना होता है इलेक्ट्रॉनों का आंतरिक खोल, जो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए प्रोटॉन को नकारात्मक चार्ज किए गए द्विध्रुवीय तक पहुंचने की अनुमति देता है निकट से। प्रोटॉन के ऋणात्मक द्विध्रुव के प्रति आकर्षण का स्थिर वैद्युत बल तुलनात्मक रूप से अधिक होता है, और परिणामी बंधन एक तरल के चार अंतर-आणविक बंधों में सबसे मजबूत होता है।

जब एक ध्रुवीय अणु का धन आवेशित सिरा दूसरे अणु के ऋणात्मक आवेशित सिरे से बंध जाता है, तो यह एक द्विध्रुव-द्विध्रुवीय आबंध होता है। द्विध्रुव अणुओं से बने द्रव लगातार अनेक अणुओं के साथ द्विध्रुव-द्विध्रुवीय आबंध बनाते और तोड़ते हैं। ये बंधन चार प्रकार के दूसरे सबसे मजबूत हैं।

जब एक द्विध्रुवीय अणु एक तटस्थ अणु के पास पहुंचता है, तो तटस्थ अणु द्विध्रुवीय अणु के निकटतम बिंदु पर थोड़ा आवेशित हो जाता है। धनात्मक द्विध्रुव उदासीन अणु में ऋणात्मक आवेश उत्पन्न करते हैं जबकि ऋणात्मक द्विध्रुव धनात्मक आवेश उत्पन्न करते हैं। परिणामी विपरीत आवेश आकर्षित होते हैं, और जो कमजोर बंधन बनता है उसे द्विध्रुवीय-प्रेरित द्विध्रुवीय बंधन कहा जाता है।

जब दो तटस्थ अणु अस्थायी द्विध्रुव बन जाते हैं क्योंकि उनके इलेक्ट्रॉन संयोग से एक तरफ एकत्रित हो जाते हैं, तो दो अणु एक अणु के सकारात्मक पक्ष के साथ एक कमजोर अस्थायी इलेक्ट्रोस्टैटिक बंधन बना सकता है जो दूसरे के नकारात्मक पक्ष की ओर आकर्षित होता है अणु इन बलों को लंदन फैलाव बल कहा जाता है, और वे एक तरल के चार प्रकार के अंतर-आणविक बंधनों में सबसे कमजोर होते हैं।

जब एक तरल में कई मजबूत बंधन होते हैं, तो अणु एक साथ रहते हैं, और वाष्पीकरण की गुप्त गर्मी बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, पानी में द्विध्रुवीय अणु होते हैं जिनमें ऑक्सीजन परमाणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है और हाइड्रोजन परमाणु धनात्मक रूप से आवेशित होता है। अणु मजबूत हाइड्रोजन बांड बनाते हैं, और पानी में वाष्पीकरण की उच्च गुप्त गर्मी होती है। जब कोई मजबूत बंधन मौजूद नहीं होता है, तो तरल को गर्म करने से अणु आसानी से गैस बन सकते हैं, और वाष्पीकरण की गुप्त गर्मी कम होती है।