तापमान पदार्थ की स्थिति को कैसे प्रभावित करता है?

तापमान एक पदार्थ के भीतर अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा का माप है और इसे तीन अलग-अलग पैमानों का उपयोग करके मापा जा सकता है: सेल्सियस, फ़ारेनहाइट और केल्विन। उपयोग किए गए पैमाने के बावजूद, गतिज ऊर्जा के साथ संबंध के कारण तापमान पदार्थ पर अपना प्रभाव प्रदर्शित करता है। गतिज ऊर्जा गति की ऊर्जा है और इसे किसी वस्तु के भीतर अणुओं की गति के रूप में मापा जा सकता है। गतिज ऊर्जा पर विभिन्न तापमानों के प्रभाव की जांच करने से पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं पर इसके प्रभावों की पहचान होती है।

एक ठोस अणुओं से बना होता है जो एक साथ कसकर पैक होते हैं, जिससे वस्तु को एक कठोर संरचना मिलती है जो परिवर्तन के लिए प्रतिरोधी होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, ठोस के भीतर अणुओं की गतिज ऊर्जा कंपन करने लगती है, जिससे इन अणुओं का आकर्षण कम हो जाता है। एक तापमान सीमा होती है, जिसे गलनांक कहा जाता है, जिस पर कंपन पर्याप्त हो जाता है जिससे ठोस तरल में बदल जाता है। गलनांक, बदले में, उस तापमान की भी पहचान करता है जिस पर तरल वापस ठोस में बदल जाएगा, इसलिए यह हिमांक भी है।

एक तरल में, अणु एक ठोस के रूप में कसकर संकुचित नहीं होते हैं, और वे घूम सकते हैं। यह तरल को उस कंटेनर का आकार लेने में सक्षम होने का महत्वपूर्ण गुण देता है जिसमें इसे रखा जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है - और इस प्रकार गतिज ऊर्जा - एक तरल में वृद्धि होती है, अणु अधिक तेजी से कंपन करना शुरू कर देते हैं। फिर वे उस दहलीज पर पहुँच जाते हैं जहाँ उनकी ऊर्जा इतनी अधिक हो जाती है कि अणु वायुमंडल में भाग जाते हैं, और तरल गैस बन जाता है। तापमान बढ़ने पर द्रव से गैस में परिवर्तन होने पर इस तापमान दहलीज को क्वथनांक कहा जाता है। यदि परिवर्तन गैस से तरल में होता है क्योंकि तापमान इससे नीचे चला जाता है, तो यह संघनन बिंदु है।

गैसों में पदार्थ की किसी भी अवस्था की उच्चतम गतिज ऊर्जा होती है और इस प्रकार उच्चतम तापमान पर होती है। एक खुले सिस्टम में गैस का तापमान बढ़ने से पदार्थ की स्थिति में और बदलाव नहीं आएगा क्योंकि गैस के अणु केवल असीम रूप से और अलग हो जाएंगे। एक बंद प्रणाली में, हालांकि, गैसों के तापमान में वृद्धि के कारण दबाव में वृद्धि होगी अणुओं को तेजी से आगे बढ़ने और अणुओं की बढ़ी हुई आवृत्ति के किनारों से टकराने के लिए कंटेनर।

पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं पर तापमान के प्रभावों की जांच करते समय दबाव भी एक कारक है। बॉयल के नियम के अनुसार, तापमान और दबाव सीधे संबंधित हैं, जिसका अर्थ है कि तापमान में वृद्धि के परिणामस्वरूप दबाव में वृद्धि होती है। यह फिर से बढ़ते तापमान से जुड़ी गतिज ऊर्जा में वृद्धि के कारण होता है। पर्याप्त रूप से कम दबाव और तापमान पर, ठोस पदार्थ तरल चरण को बायपास कर सकता है और उच्च बनाने की प्रक्रिया नामक प्रक्रिया के माध्यम से सीधे ठोस से गैस में परिवर्तित हो सकता है।