એકત્રીકરણની કઈ સ્થિતિ આલ્કોહોલ માટે લાક્ષણિક નથી? આલ્કોહોલનો ખ્યાલ. એકત્રીકરણની સ્થિતિ શું છે

બધા પદાર્થો એકત્રીકરણની વિવિધ સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે - નક્કર, પ્રવાહી, વાયુયુક્ત અને પ્લાઝ્મા. પ્રાચીન સમયમાં એવું માનવામાં આવતું હતું કે વિશ્વ પૃથ્વી, પાણી, હવા અને અગ્નિથી બનેલું છે. પદાર્થોની એકંદર સ્થિતિઓ આ દ્રશ્ય વિભાગને અનુરૂપ છે. અનુભવ દર્શાવે છે કે એકત્રીકરણના રાજ્યો વચ્ચેની સીમાઓ ખૂબ જ મનસ્વી છે. નીચા દબાણ અને નીચા તાપમાને વાયુઓ આદર્શ માનવામાં આવે છે; તેમાંના પરમાણુઓ ભૌતિક બિંદુઓને અનુરૂપ છે જે ફક્ત સ્થિતિસ્થાપક અસરના નિયમો અનુસાર અથડાઈ શકે છે. અસરની ક્ષણે પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો નગણ્ય છે, અને અથડામણો યાંત્રિક ઊર્જાના નુકસાન વિના થાય છે. પરંતુ જેમ જેમ પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર વધે છે તેમ તેમ પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને પણ ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વાયુયુક્ત અવસ્થામાંથી પ્રવાહી અથવા ઘન તરફના સંક્રમણને અસર કરવાનું શરૂ કરે છે. અણુઓ વચ્ચે વિવિધ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ થઈ શકે છે.

આંતર-પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો સંતૃપ્ત નથી, અણુઓની રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળોથી અલગ છે, જે પરમાણુઓની રચના તરફ દોરી જાય છે. ચાર્જ કરેલા કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે તેઓ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક હોઈ શકે છે. અનુભવ દર્શાવે છે કે ક્વોન્ટમ યાંત્રિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, જે પરમાણુઓના અંતર અને પરસ્પર અભિગમ પર આધારિત છે, તે 10 -9 મીટરથી વધુના અણુઓ વચ્ચેના અંતર પર નજીવી છે. દુર્લભ વાયુઓમાં તેની અવગણના કરી શકાય છે અથવા એવું માની શકાય છે કે સંભવિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જા વ્યવહારીક રીતે શૂન્યની બરાબર છે. ટૂંકા અંતર પર આ ઊર્જા ઓછી છે, અને પરસ્પર આકર્ષક દળો કાર્ય કરે છે

પર - પરસ્પર પ્રતિકૂળતા અને બળ

પરમાણુઓનું આકર્ષણ અને વિકર્ષણ સંતુલિત છે અને F= 0. અહીં બળો સંભવિત ઉર્જા સાથેના તેમના જોડાણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પરંતુ કણો ગતિશીલ ઊર્જાના ચોક્કસ અનામત ધરાવતા, ગતિ કરે છે.

gii એક પરમાણુ ગતિહીન રહેવા દો, અને બીજો તેની સાથે અથડાયો, આટલી ઉર્જાનો પુરવઠો હોય. જેમ જેમ પરમાણુઓ એકબીજાની નજીક આવે છે તેમ, આકર્ષક દળો સકારાત્મક કાર્ય કરે છે અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સંભવિત ઊર્જા અંતર સુધી ઘટે છે.તે જ સમયે, ગતિ ઊર્જા (અને ઝડપ) વધે છે. જ્યારે અંતર ઓછું થાય છે, ત્યારે આકર્ષક દળોને પ્રતિકૂળ દળો દ્વારા બદલવામાં આવશે. આ દળો સામે પરમાણુ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય નકારાત્મક છે.

જ્યાં સુધી તેની ગતિ ઊર્જા સંપૂર્ણપણે સંભવિતમાં રૂપાંતરિત ન થાય ત્યાં સુધી પરમાણુ સ્થિર પરમાણુની નજીક જશે. ન્યૂનતમ અંતર ડી,જે અંતર પર પરમાણુઓ પહોંચી શકે છે તેને કહેવામાં આવે છે પરમાણુનો અસરકારક વ્યાસ.બંધ કર્યા પછી, પરમાણુ વધતી ઝડપ સાથે પ્રતિકૂળ દળોના પ્રભાવ હેઠળ દૂર જવાનું શરૂ કરશે. ફરીથી અંતર પસાર કર્યા પછી, પરમાણુ આકર્ષક દળોના ક્ષેત્રમાં આવશે, જે તેને દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને ધીમું કરશે. અસરકારક વ્યાસ ગતિ ઊર્જાના પ્રારંભિક અનામત પર આધાર રાખે છે, એટલે કે. આ મૂલ્ય સ્થિર નથી. સમાન અંતરે, ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની સંભવિત ઉર્જા અનંત મોટી કિંમત અથવા "અવરોધ" ધરાવે છે જે પરમાણુઓના કેન્દ્રોને નાના અંતરની નજીક આવતા અટકાવે છે. સરેરાશ ગતિ ઊર્જા સાથે સરેરાશ સંભવિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જાનો ગુણોત્તર પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ નક્કી કરે છે: વાયુઓ માટે, પ્રવાહી માટે, ઘન પદાર્થો માટે

કન્ડેન્સ્ડ પદાર્થમાં પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે. તેમાં, અણુઓ અને પરમાણુઓ નજીક સ્થિત છે, લગભગ સ્પર્શે છે. પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોમાં પરમાણુઓના કેન્દ્રો વચ્ચેનું સરેરાશ અંતર (2 -5) 10 -10 મીટરનું છે. તેમની ઘનતા પણ લગભગ સમાન છે. આંતરપરમાણુ અંતર એ અંતરને ઓળંગે છે કે જેના પર ઇલેક્ટ્રોન વાદળો એકબીજામાં એટલા ઘૂસી જાય છે કે પ્રતિકૂળ દળો ઉદ્ભવે છે. સરખામણી માટે, સામાન્ય સ્થિતિમાં વાયુઓમાં અણુઓ વચ્ચેનું સરેરાશ અંતર લગભગ 33 10 -10 મીટર છે.

IN પ્રવાહીઆંતર-પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વધુ મજબૂત અસર ધરાવે છે, પરમાણુઓની થર્મલ હિલચાલ સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ નબળા સ્પંદનોમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે અને એક સ્થાનથી બીજી સ્થિતિમાં પણ કૂદકો મારે છે. તેથી, તેમની પાસે કણોની ગોઠવણીમાં માત્ર ટૂંકા-શ્રેણીનો ક્રમ છે, એટલે કે માત્ર નજીકના કણોની ગોઠવણીમાં સુસંગતતા અને લાક્ષણિક પ્રવાહીતા.

ઘનતેઓ માળખાકીય કઠોરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, ચોક્કસ રીતે વ્યાખ્યાયિત વોલ્યુમ અને આકાર ધરાવે છે, જે તાપમાન અને દબાણના પ્રભાવ હેઠળ ઘણું ઓછું બદલાય છે. ઘન પદાર્થોમાં આકારહીન અને સ્ફટિકીય અવસ્થાઓ શક્ય છે. મધ્યવર્તી પદાર્થો પણ છે - પ્રવાહી સ્ફટિકો. પરંતુ ઘન પદાર્થોમાં અણુઓ બિલકુલ સ્થિર નથી, જેમ કે કોઈ વિચારી શકે છે. તેમાંથી દરેક તેના પડોશીઓ વચ્ચે ઉદ્ભવતા સ્થિતિસ્થાપક દળોના પ્રભાવ હેઠળ હંમેશા વધઘટ કરે છે. મોટાભાગના તત્વો અને સંયોજનો માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ સ્ફટિકીય માળખું ધરાવે છે.

આમ, ટેબલ મીઠાના અનાજ સંપૂર્ણ સમઘન જેવા દેખાય છે. સ્ફટિકોમાં, અણુઓ સ્ફટિક જાળીના સ્થળો પર નિશ્ચિત હોય છે અને માત્ર જાળીના સ્થળોની નજીક જ વાઇબ્રેટ કરી શકે છે. સ્ફટિકો સાચા ઘન પદાર્થોની રચના કરે છે, અને પ્લાસ્ટિક અથવા ડામર જેવા ઘન પદાર્થો ઘન અને પ્રવાહી વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે. એક આકારહીન શરીર, પ્રવાહીની જેમ, ટૂંકા-અંતરનો ક્રમ ધરાવે છે, પરંતુ કૂદકાની સંભાવના ઓછી છે. આમ, ગ્લાસને વધેલી સ્નિગ્ધતા સાથે સુપરકૂલ્ડ પ્રવાહી તરીકે ગણી શકાય. લિક્વિડ સ્ફટિકોમાં પ્રવાહીની પ્રવાહીતા હોય છે, પરંતુ અણુઓની વ્યવસ્થિત ગોઠવણી જાળવી રાખે છે અને ગુણધર્મોની એનિસોટ્રોપી હોય છે.

સ્ફટિકોમાં અણુઓના રાસાયણિક બંધનો (અને લગભગ) અણુઓમાં સમાન હોય છે. ઘન પદાર્થોનું માળખું અને કઠોરતા એ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક દળોના તફાવતો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જે શરીરને બનાવેલા અણુઓને એકસાથે બાંધે છે. અણુઓને પરમાણુઓમાં જોડતી પદ્ધતિ ઘન સામયિક માળખાના નિર્માણ તરફ દોરી શકે છે જેને મેક્રોમોલેક્યુલ્સ તરીકે ગણી શકાય. આયનીય અને સહસંયોજક અણુઓની જેમ, આયનીય અને સહસંયોજક સ્ફટિકો છે. સ્ફટિકોમાં આયોનિક જાળીઓ આયનીય બોન્ડ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે (જુઓ. આકૃતિ 7.1). ટેબલ સોલ્ટની રચના એવી છે કે દરેક સોડિયમ આયનમાં છ પડોશીઓ છે - ક્લોરિન આયન. આ વિતરણ લઘુત્તમ ઊર્જાને અનુરૂપ છે, એટલે કે, જ્યારે આવી રૂપરેખાંકન રચાય છે, ત્યારે મહત્તમ ઊર્જા મુક્ત થાય છે. તેથી, જેમ જેમ તાપમાન ગલનબિંદુથી નીચે જાય છે, ત્યાં શુદ્ધ સ્ફટિકો બનાવવાનું વલણ છે. જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, થર્મલ ગતિ ઊર્જા બોન્ડને તોડવા માટે પૂરતી છે, સ્ફટિક ઓગળવાનું શરૂ થશે, અને માળખું તૂટી પડવાનું શરૂ થશે. ક્રિસ્ટલ પોલીમોર્ફિઝમ એ વિવિધ સ્ફટિક રચનાઓ સાથે રાજ્યો બનાવવાની ક્ષમતા છે.

જ્યારે તટસ્થ અણુઓમાં વિદ્યુત ચાર્જનું વિતરણ બદલાય છે, ત્યારે પડોશીઓ વચ્ચે નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ થઈ શકે છે. આ બંધનને મોલેક્યુલર અથવા વેન ડેર વાલ્સ (જેમ કે હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં) કહેવામાં આવે છે. પરંતુ તટસ્થ અણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષણના દળો પણ ઉદ્ભવી શકે છે, પછી અણુઓના ઇલેક્ટ્રોનિક શેલમાં કોઈ પુનઃ ગોઠવણી થતી નથી. ઇલેક્ટ્રોન શેલ એકબીજાની નજીક આવતાની સાથે પરસ્પર પ્રતિકૂળતા સકારાત્મકની તુલનામાં નકારાત્મક ચાર્જના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રને સ્થાનાંતરિત કરે છે. દરેક અણુ બીજામાં ઇલેક્ટ્રિક દ્વિધ્રુવને પ્રેરિત કરે છે, અને આ તેમના આકર્ષણ તરફ દોરી જાય છે. આ આંતરપરમાણુ બળો અથવા વાન ડેર વાલ્સ દળોની ક્રિયા છે, જે ક્રિયાની વિશાળ ત્રિજ્યા ધરાવે છે.

કારણ કે હાઇડ્રોજન અણુ એટલો નાનો છે અને તેનું ઇલેક્ટ્રોન સરળતાથી વિખેરી શકાય છે, તે ઘણીવાર એક સાથે બે અણુઓ તરફ આકર્ષાય છે, હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવે છે. પાણીના અણુઓની એકબીજા સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે હાઇડ્રોજન બંધન પણ જવાબદાર છે. તે પાણી અને બરફના ઘણા અનન્ય ગુણધર્મોને સમજાવે છે (ફિગ. 7.4).

સહ સંયોજક બંધન(અથવા અણુ) તટસ્થ અણુઓની આંતરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે. આવા બોન્ડનું ઉદાહરણ મિથેન પરમાણુમાં બોન્ડ છે. કાર્બનની અત્યંત બોન્ડેડ વિવિધતા હીરા છે (ચાર હાઇડ્રોજન પરમાણુ ચાર કાર્બન અણુઓ દ્વારા બદલવામાં આવે છે).

આમ, સહસંયોજક બંધન પર બનેલ કાર્બન, હીરાના આકારમાં સ્ફટિક બનાવે છે. દરેક અણુ ચાર અણુઓથી ઘેરાયેલો છે, જે નિયમિત ટેટ્રાહેડ્રોન બનાવે છે. પરંતુ તેમાંથી દરેક પડોશી ટેટ્રેહેડ્રોનનું શિરોબિંદુ પણ છે. અન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, સમાન કાર્બન અણુઓ સ્ફટિકીકરણ કરે છે ગ્રેફાઇટગ્રેફાઇટમાં તેઓ અણુ બોન્ડ દ્વારા પણ જોડાયેલા હોય છે, પરંતુ શીયર કરવામાં સક્ષમ ષટ્કોણ હનીકોમ્બ કોષોના પ્લેન બનાવે છે. હેક્સાહેડ્રોનના શિરોબિંદુ પર સ્થિત અણુઓ વચ્ચેનું અંતર 0.142 nm છે. સ્તરો 0.335 એનએમના અંતરે સ્થિત છે, એટલે કે. નબળા રીતે બંધાયેલા છે, તેથી ગ્રેફાઇટ પ્લાસ્ટિક અને નરમ છે (ફિગ. 7.5). 1990 માં, નવા પદાર્થની શોધની જાહેરાતને કારણે સંશોધનમાં તેજી આવી હતી - ફુલરાઇટ,કાર્બન પરમાણુઓનો સમાવેશ થાય છે - ફુલરેન્સ. કાર્બનનું આ સ્વરૂપ મોલેક્યુલર છે, એટલે કે. લઘુત્તમ તત્વ એ અણુ નથી, પરંતુ પરમાણુ છે. તેનું નામ આર્કિટેક્ટ આર. ફુલરના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે, જેમણે 1954 માં હેક્સાગોન્સ અને પેન્ટાગોન્સથી બનેલા માળખાં બનાવવા માટે પેટન્ટ મેળવ્યું હતું જે ગોળાર્ધ બનાવે છે. થી પરમાણુ 60 0.71 એનએમના વ્યાસવાળા કાર્બન અણુઓ 1985 માં મળી આવ્યા હતા, પછી પરમાણુઓ મળી આવ્યા હતા, વગેરે. તે બધાની સપાટી સ્થિર હતી,

પરંતુ સૌથી સ્થિર અણુઓ C 60 અને હતા સાથે 70 . એવું માનવું તાર્કિક છે કે ગ્રેફાઇટનો ઉપયોગ ફુલરેન્સના સંશ્લેષણ માટે પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે થાય છે. જો આમ હોય, તો ષટ્કોણ ટુકડાની ત્રિજ્યા 0.37 nm હોવી જોઈએ. પરંતુ તે 0.357 એનએમ જેટલું બહાર આવ્યું. 2% નો આ તફાવત એ હકીકતને કારણે છે કે કાર્બન અણુઓ ગ્રેફાઇટમાંથી વારસામાં મળેલા 20 નિયમિત હેક્ઝાહેડ્રોનના શિરોબિંદુ પર ગોળાકાર સપાટી પર સ્થિત છે અને 12 નિયમિત પેન્ટાહેડ્રોન, એટલે કે. ડિઝાઇન સોકર બોલ જેવી લાગે છે. તે તારણ આપે છે કે જ્યારે બંધ ગોળામાં "ટાંકા" કરવામાં આવે છે, ત્યારે કેટલાક સપાટ હેક્ઝાહેડ્રોન પેન્ટાહેડ્રોનમાં ફેરવાય છે. ઓરડાના તાપમાને, C60 પરમાણુઓ એક એવી રચનામાં ઘટ્ટ થાય છે જ્યાં દરેક અણુમાં 0.3 nm અંતરે 12 પડોશીઓ હોય છે. મુ ટી= 349 K, પ્રથમ-ક્રમના તબક્કામાં સંક્રમણ થાય છે - જાળીને ક્યુબિકમાં ફરીથી ગોઠવવામાં આવે છે. સ્ફટિક પોતે સેમિકન્ડક્ટર છે, પરંતુ જ્યારે C 60 સ્ફટિકીય ફિલ્મમાં ક્ષારયુક્ત ધાતુ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સુપરકન્ડક્ટિવિટી 19 K તાપમાને થાય છે. જો આ હોલો પરમાણુમાં એક અથવા અન્ય અણુ દાખલ કરવામાં આવે, તો તેનો આધાર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. અતિ-ઉચ્ચ માહિતી ઘનતા સાથે સ્ટોરેજ માધ્યમ બનાવવું: રેકોર્ડિંગ ઘનતા 4-10 12 બિટ્સ/સેમી 2 સુધી પહોંચશે. સરખામણી માટે, ફેરોમેગ્નેટિક સામગ્રીની ફિલ્મ 10 7 બિટ્સ/સેમી 2 ના ક્રમની રેકોર્ડિંગ ઘનતા આપે છે અને ઓપ્ટિકલ ડિસ્ક, એટલે કે. લેસર ટેકનોલોજી, - 10 8 બિટ્સ/સેમી 2. આ કાર્બનમાં અન્ય અનન્ય ગુણધર્મો પણ છે, ખાસ કરીને દવા અને ફાર્માકોલોજીમાં મહત્વપૂર્ણ.

મેટલ સ્ફટિકોમાં પોતાને મેનીફેસ્ટ કરે છે મેટલ કનેક્શન,જ્યારે ધાતુના તમામ અણુઓ તેમના સંયોજક ઇલેક્ટ્રોનને "સામૂહિક ઉપયોગ માટે" છોડી દે છે. તેઓ અણુ હાડપિંજર સાથે નબળા રીતે બંધાયેલા છે અને સ્ફટિક જાળી સાથે મુક્તપણે ખસેડી શકે છે. લગભગ 2/5 રાસાયણિક તત્વો ધાતુઓ છે. ધાતુઓમાં (પારા સિવાય), એક બંધન રચાય છે જ્યારે ધાતુના અણુઓના ખાલી ભ્રમણકક્ષાઓ ઓવરલેપ થાય છે અને સ્ફટિક જાળીની રચનાને કારણે ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવામાં આવે છે. તે તારણ આપે છે કે જાળી કેશન ઇલેક્ટ્રોન ગેસમાં પરબિડીયું છે. મેટાલિક બોન્ડ ત્યારે થાય છે જ્યારે અણુઓ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનના વાદળના કદ કરતા નાના અંતરે ભેગા થાય છે. આ રૂપરેખાંકન (પાઉલી સિદ્ધાંત) સાથે, બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનની ઊર્જા વધે છે, અને પડોશી મધ્યવર્તી કેન્દ્ર આ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાનું શરૂ કરે છે, ઇલેક્ટ્રોન વાદળોને અસ્પષ્ટ કરે છે, તેમને સમગ્ર ધાતુમાં સમાનરૂપે વિતરિત કરે છે અને તેમને ઇલેક્ટ્રોન ગેસમાં ફેરવે છે. આ રીતે વહન ઇલેક્ટ્રોન ઉત્પન્ન થાય છે, જે ધાતુઓની ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતાને સમજાવે છે. આયનીય અને સહસંયોજક સ્ફટિકોમાં, બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન વ્યવહારીક રીતે બંધાયેલા હોય છે, અને આ ઘન પદાર્થોની વાહકતા ખૂબ ઓછી હોય છે, તેમને કહેવામાં આવે છે. ઇન્સ્યુલેટર

પ્રવાહીની આંતરિક ઊર્જા મેક્રોસ્કોપિક સબસિસ્ટમ્સની આંતરિક ઊર્જાના સરવાળા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જેમાં તેને માનસિક રીતે વિભાજિત કરી શકાય છે, અને આ સબસિસ્ટમ્સની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઊર્જા. ક્રિયાપ્રતિક્રિયા 10 -9 મીટરના ક્રમની ક્રિયાના ત્રિજ્યા સાથે પરમાણુ દળો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. મેક્રોસિસ્ટમ માટે, ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જા સંપર્ક વિસ્તારના પ્રમાણમાં હોય છે, તેથી તે સપાટીના સ્તરના અપૂર્ણાંકની જેમ નાની હોય છે, પરંતુ આ જરૂરી નથી. તેને સપાટીની ઉર્જા કહેવામાં આવે છે અને સપાટીના તાણ સાથે સંકળાયેલી સમસ્યાઓને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. સામાન્ય રીતે, પ્રવાહી સમાન વજન સાથે મોટા જથ્થા પર કબજો કરે છે, એટલે કે, તેમની ઘનતા ઓછી હોય છે. પરંતુ શા માટે ગલન દરમિયાન બરફ અને બિસ્મથનું પ્રમાણ ઘટે છે અને, ગલનબિંદુ પછી પણ, આ વલણ થોડા સમય માટે જાળવી રાખે છે? તે તારણ આપે છે કે પ્રવાહી સ્થિતિમાં આ પદાર્થો વધુ ગાઢ છે.

પ્રવાહીમાં, દરેક અણુ તેના પડોશીઓ દ્વારા કાર્ય કરે છે, અને તે એનિસોટ્રોપિક પોટેન્શિયલ વેલની અંદર ઓસીલેટ કરે છે જે તેઓ બનાવે છે. નક્કર શરીરથી વિપરીત, આ છિદ્ર છીછરું છે, કારણ કે દૂરના પડોશીઓનો લગભગ કોઈ પ્રભાવ નથી. પ્રવાહીમાં કણોનું તાત્કાલિક વાતાવરણ બદલાય છે, એટલે કે પ્રવાહી વહે છે. જ્યારે ચોક્કસ તાપમાન પહોંચી જાય છે, ત્યારે પ્રવાહી ઉકળે છે; ઉકળતા દરમિયાન, તાપમાન સ્થિર રહે છે. આવનારી ઉર્જા બોન્ડ તોડવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે, અને પ્રવાહી, જ્યારે સંપૂર્ણપણે તૂટી જાય છે, ત્યારે તે ગેસમાં ફેરવાય છે.

પ્રવાહીની ઘનતા સમાન દબાણ અને તાપમાને વાયુઓની ઘનતા કરતાં ઘણી વધારે હોય છે. આમ, ઉકળતા સમયે પાણીનું પ્રમાણ જળ વરાળના સમાન સમૂહના જથ્થાના માત્ર 1/1600 જેટલું છે. પ્રવાહીનું પ્રમાણ દબાણ અને તાપમાન પર થોડું આધાર રાખે છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં (20 °C અને દબાણ 1.013 10 5 Pa), પાણી 1 લિટરનું પ્રમાણ ધરાવે છે. જ્યારે તાપમાન 10 °C સુધી ઘટી જાય છે, ત્યારે વોલ્યુમ માત્ર 0.0021 દ્વારા ઘટે છે, અને જ્યારે દબાણ વધે છે, તે અડધાથી ઘટે છે.

જો કે હજુ સુધી પ્રવાહીનું કોઈ સાદું આદર્શ મોડેલ નથી, તેના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરનો પૂરતો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે અને તેના મોટા ભાગના મેક્રોસ્કોપિક ગુણધર્મોને ગુણાત્મક રીતે સમજાવવાનું શક્ય બનાવે છે. હકીકત એ છે કે પ્રવાહીમાં પરમાણુઓની સંકલન નક્કર શરીર કરતાં નબળી હોય છે, ગેલિલિયો દ્વારા નોંધવામાં આવી હતી; તેને આશ્ચર્ય થયું કે પાણીના મોટા ટીપા કોબીના પાંદડા પર એકઠા થયા અને તે પાંદડા પર ફેલાતા નથી. સ્નિગ્ધ સપાટી પર છલકાયેલો પારો અથવા પાણીના ટીપાં સંલગ્નતાને કારણે નાના દડાઓનું સ્વરૂપ લે છે. જો એક પદાર્થના અણુઓ બીજા પદાર્થના પરમાણુઓ તરફ આકર્ષાય છે, તો આપણે વાત કરીએ છીએ ભીનું કરવુંઉદાહરણ તરીકે, ગુંદર અને લાકડું, તેલ અને ધાતુ (પ્રચંડ દબાણ હોવા છતાં, તેલ બેરિંગ્સમાં જાળવી રાખવામાં આવે છે). પરંતુ રુધિરકેશિકાઓ તરીકે ઓળખાતી પાતળી નળીઓમાં પાણી વધે છે, અને નળી જેટલી પાતળી હોય છે, તેટલી તે વધે છે. ભીના પાણી અને ગ્લાસની અસર સિવાય અન્ય કોઈ સ્પષ્ટતા હોઈ શકે નહીં. કાચ અને પાણી વચ્ચેના ભીનાશ દળો પાણીના અણુઓ કરતા વધારે છે. પારો સાથે, અસર વિપરીત છે: પારો અને કાચની ભીનાશ પારાના અણુઓ વચ્ચેના સંલગ્નતા દળો કરતાં નબળી છે. ગેલિલિયોએ નોંધ્યું કે ચરબીથી લ્યુબ્રિકેટેડ સોય પાણી પર તરતી શકે છે, જો કે આ આર્કિમિડીઝના કાયદાનો વિરોધાભાસ કરે છે. જ્યારે સોય તરે છે, ત્યારે તમે કરી શકો છો

પરંતુ પાણીની સપાટીના સહેજ વિચલનને ધ્યાનમાં લો, જેમ કે તે સીધું કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. પાણીના અણુઓ વચ્ચેના સંલગ્નતા દળો સોયને પાણીમાં પડતા અટકાવવા માટે પૂરતા છે. સપાટીનું સ્તર ફિલ્મની જેમ પાણીનું રક્ષણ કરે છે, આ છે પૃષ્ઠતાણ,જે પાણીને સૌથી નાની સપાટીનો આકાર આપે છે - ગોળાકાર. પરંતુ સોય હવે આલ્કોહોલની સપાટી પર તરતી રહેશે નહીં, કારણ કે જ્યારે પાણીમાં આલ્કોહોલ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સપાટીનું તણાવ ઘટે છે અને સોય ડૂબી જાય છે. સાબુ ​​સપાટીના તાણને પણ ઘટાડે છે, તેથી ગરમ સાબુવાળું ફીણ, તિરાડો અને તિરાડોમાં ઘૂસીને, ગંદકીને વધુ સારી રીતે ધોઈ નાખે છે, ખાસ કરીને તે ગ્રીસ ધરાવતી હોય છે, જ્યારે સ્વચ્છ પાણી ફક્ત ટીપાંમાં વળે છે.

પ્લાઝમા એ પદાર્થની ચોથી અવસ્થા છે, જે લાંબા અંતર પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા ચાર્જ થયેલા કણોના સંગ્રહથી બનેલો ગેસ છે. આ કિસ્સામાં, હકારાત્મક અને નકારાત્મક શુલ્કની સંખ્યા લગભગ સમાન છે, જેથી પ્લાઝ્મા ઇલેક્ટ્રિકલી તટસ્થ હોય. ચાર તત્વોમાંથી, પ્લાઝ્મા આગને અનુરૂપ છે. વાયુને પ્લાઝ્મા અવસ્થામાં પરિવર્તિત કરવા માટે, તે હોવું જ જોઈએ આયનીકરણઅણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરો. આયનીકરણ હીટિંગ, ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ અથવા હાર્ડ રેડિયેશન દ્વારા પરિપૂર્ણ કરી શકાય છે. બ્રહ્માંડમાં પદાર્થ મુખ્યત્વે આયનીય સ્થિતિમાં છે. તારાઓમાં, આયનીકરણ થર્મલી રીતે થાય છે, દુર્લભ નિહારિકા અને તારાઓ વચ્ચેના ગેસમાં - તારાઓમાંથી અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ દ્વારા. આપણો સૂર્ય પણ પ્લાઝ્માનો સમાવેશ કરે છે; તેનું કિરણોત્સર્ગ પૃથ્વીના વાતાવરણના ઉપલા સ્તરોને આયનીકરણ કરે છે, જેને કહેવાય છે. આયનોસ્ફિયરલાંબા-અંતરના રેડિયો સંચારની શક્યતા તેની સ્થિતિ પર આધારિત છે. પાર્થિવ પરિસ્થિતિઓમાં, પ્લાઝ્મા ભાગ્યે જ જોવા મળે છે - ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પમાં અથવા ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગ આર્કમાં. પ્રયોગશાળાઓ અને તકનીકમાં, પ્લાઝ્મા મોટેભાગે ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. પ્રકૃતિમાં, વીજળી આ કરે છે. ડિસ્ચાર્જ દ્વારા આયનીકરણ દરમિયાન, ઇલેક્ટ્રોન હિમપ્રપાત થાય છે, સાંકળ પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાની જેમ. થર્મોન્યુક્લિયર ઊર્જા મેળવવા માટે, ઇન્જેક્શન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે પ્રવેગિત ગેસ આયનોને ચુંબકીય જાળમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે, પર્યાવરણમાંથી ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષે છે, પ્લાઝ્મા બનાવે છે. દબાણ આયનીકરણ - આઘાત તરંગો - પણ વપરાય છે. આયનીકરણની આ પદ્ધતિ અતિ-ગીચ તારાઓમાં અને સંભવતઃ પૃથ્વીના મૂળમાં થાય છે.

આયનો અને ઈલેક્ટ્રોન પર કામ કરતું કોઈપણ બળ વિદ્યુત પ્રવાહનું કારણ બને છે. જો તે બાહ્ય ક્ષેત્રો સાથે જોડાયેલું ન હોય અને પ્લાઝ્માની અંદર બંધ ન હોય, તો તે ધ્રુવીકરણ બને છે. પ્લાઝ્મા ગેસના નિયમોનું પાલન કરે છે, પરંતુ જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે, જે ચાર્જ થયેલા કણોની હિલચાલને નિયંત્રિત કરે છે, ત્યારે તે એવા ગુણધર્મો દર્શાવે છે જે ગેસ માટે સંપૂર્ણપણે અસામાન્ય છે. મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, કણો ક્ષેત્ર રેખાઓની આસપાસ ફરવાનું શરૂ કરે છે, અને તેઓ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે મુક્તપણે ફરે છે. તેઓ કહે છે કે આ હેલિકલ ગતિ ક્ષેત્ર રેખાઓની રચનાને બદલી નાખે છે અને ક્ષેત્ર પ્લાઝ્મામાં "સ્થિર" થાય છે. દુર્લભ પ્લાઝ્માનું વર્ણન કણોની સિસ્ટમ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જ્યારે ઘન પ્લાઝમાનું વર્ણન પ્રવાહી મોડેલ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

પ્લાઝમાની ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા એ ગેસથી તેનો મુખ્ય તફાવત છે. સૌર સપાટીના કોલ્ડ પ્લાઝ્મા (0.8 10 -19 જે) ની વાહકતા ધાતુઓની વાહકતા સુધી પહોંચે છે, અને થર્મોન્યુક્લિયર તાપમાન (1.6 10 -15 જે) પર હાઇડ્રોજન પ્લાઝ્મા સામાન્ય સ્થિતિમાં તાંબા કરતાં 20 ગણું વધુ સારું વર્તમાન વહન કરે છે. પ્લાઝમા વર્તમાનનું સંચાલન કરવામાં સક્ષમ હોવાથી, વાહક પ્રવાહીનું મોડેલ તેના પર વારંવાર લાગુ કરવામાં આવે છે. તેને સતત માધ્યમ માનવામાં આવે છે, જો કે તેની સંકોચનક્ષમતા તેને સામાન્ય પ્રવાહીથી અલગ પાડે છે, પરંતુ આ તફાવત માત્ર એવા પ્રવાહમાં જ દેખાય છે જેની ઝડપ ધ્વનિની ગતિ કરતા વધારે હોય છે. વાહક પ્રવાહીની વર્તણૂક નામના વિજ્ઞાનમાં અભ્યાસ કરવામાં આવે છે ચુંબકીય હાઇડ્રોડાયનેમિક્સ.અવકાશમાં, કોઈપણ પ્લાઝ્મા એક આદર્શ વાહક છે, અને સ્થિર ક્ષેત્રના નિયમો વ્યાપકપણે લાગુ પડે છે. વાહક પ્રવાહીનું મોડેલ આપણને ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્લાઝ્મા કેદની પદ્ધતિને સમજવાની મંજૂરી આપે છે. આમ, પ્લાઝ્મા સ્ટ્રીમ્સ સૂર્યમાંથી ઉત્સર્જિત થાય છે, જે પૃથ્વીના વાતાવરણને અસર કરે છે. પ્રવાહમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોતું નથી, પરંતુ ઠંડકના નિયમ અનુસાર બાહ્ય ક્ષેત્ર તેમાં પ્રવેશી શકતું નથી. પ્લાઝ્મા સોલાર સ્ટ્રીમ્સ સૂર્યની આસપાસના બહારના આંતરગ્રહીય ચુંબકીય ક્ષેત્રોને બહાર ધકેલી દે છે. જ્યાં ક્ષેત્ર નબળું હોય ત્યાં ચુંબકીય પોલાણ દેખાય છે. જ્યારે આ કોર્પસ્ક્યુલર પ્લાઝ્મા પ્રવાહ પૃથ્વીની નજીક આવે છે, ત્યારે તે પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે અથડાય છે અને સમાન નિયમ અનુસાર તેની આસપાસ વહેવા માટે ફરજ પાડવામાં આવે છે. તે એક પ્રકારનું પોલાણ હોવાનું બહાર આવ્યું છે જ્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને જ્યાં પ્લાઝ્મા પ્રવાહ પ્રવેશતો નથી. રોકેટ અને ઉપગ્રહો દ્વારા શોધાયેલ ચાર્જ્ડ કણો તેની સપાટી પર એકઠા થાય છે - આ પૃથ્વીનો બાહ્ય કિરણોત્સર્ગ પટ્ટો છે. આ વિચારોનો ઉપયોગ ખાસ ઉપકરણોમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્લાઝ્મા કેદની સમસ્યાઓના નિરાકરણમાં પણ થતો હતો - ટોકમાક્સ (શબ્દોના સંક્ષેપમાંથી: ટોરોઇડલ ચેમ્બર, મેગ્નેટ). આ અને અન્ય પ્રણાલીઓમાં સમાયેલ સંપૂર્ણ આયનાઈઝ્ડ પ્લાઝ્મા સાથે, પૃથ્વી પર નિયંત્રિત થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયા મેળવવાની આશા બંધાઈ છે. આ ઉર્જાનો સ્વચ્છ અને સસ્તો સ્ત્રોત (દરિયાઈ પાણી) પ્રદાન કરશે. ફોકસ્ડ લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ કરીને પ્લાઝ્મા બનાવવા અને જાળવી રાખવા માટે પણ કામ ચાલી રહ્યું છે.

સૌથી સામાન્ય જ્ઞાન એકત્રીકરણની ત્રણ અવસ્થાઓ વિશે છે: પ્રવાહી, ઘન, વાયુયુક્ત; કેટલીકવાર તેઓ પ્લાઝ્મા યાદ રાખે છે, ઘણી વખત પ્રવાહી સ્ફટિકીય. તાજેતરમાં, પ્રસિદ્ધ () સ્ટીફન ફ્રાયમાંથી લેવામાં આવેલ દ્રવ્યના 17 તબક્કાઓની સૂચિ, ઇન્ટરનેટ પર ફેલાયેલી છે. તેથી, અમે તમને તેમના વિશે વધુ વિગતવાર જણાવીશું, કારણ કે ... તમારે દ્રવ્ય વિશે થોડું વધુ જાણવું જોઈએ, જો ફક્ત બ્રહ્માંડમાં થતી પ્રક્રિયાઓને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે.

નીચે આપેલ દ્રવ્યના એકંદર અવસ્થાની યાદી સૌથી ઠંડા રાજ્યોમાંથી સૌથી ગરમ, વગેરે સુધી વધે છે. ચાલુ રાખી શકાય છે. તે જ સમયે, તે સમજવું જોઈએ કે વાયુની સ્થિતિ (નં. 11), સૌથી વધુ "અસંકુચિત", સૂચિની બંને બાજુઓ સુધી, પદાર્થના કમ્પ્રેશનની ડિગ્રી અને તેના દબાણ (આવા અધ્યયન માટે કેટલાક આરક્ષણો સાથે. ક્વોન્ટમ, બીમ અથવા નબળા સપ્રમાણ તરીકે કાલ્પનિક સ્થિતિ) વધે છે. ટેક્સ્ટ પછી દ્રવ્યના તબક્કાના સંક્રમણોનો વિઝ્યુઅલ ગ્રાફ બતાવવામાં આવે છે.

1. ક્વોન્ટમ- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, જ્યારે તાપમાન નિરપેક્ષ શૂન્ય સુધી ઘટી જાય ત્યારે પ્રાપ્ત થાય છે, જેના પરિણામે આંતરિક બંધનો અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને પદાર્થ ફ્રી ક્વાર્કમાં તૂટી જાય છે.

2. બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, જેનો આધાર બોસોન છે, જે સંપૂર્ણ શૂન્યની નજીકના તાપમાને ઠંડુ થાય છે (નિરપેક્ષ શૂન્યથી ઉપરની ડિગ્રીના એક મિલિયનમાં ભાગ કરતા પણ ઓછા). આવી મજબૂત ઠંડકની સ્થિતિમાં, પર્યાપ્ત મોટી સંખ્યામાં પરમાણુઓ તેમની ન્યૂનતમ સંભવિત ક્વોન્ટમ અવસ્થાઓમાં પોતાને શોધી કાઢે છે અને ક્વોન્ટમ અસરો મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે પોતાને પ્રગટ કરવાનું શરૂ કરે છે. બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ (ઘણીવાર બોસ કન્ડેન્સેટ અથવા ફક્ત "બેક" તરીકે ઓળખાય છે) ત્યારે થાય છે જ્યારે તમે રાસાયણિક તત્વને અત્યંત નીચા તાપમાને ઠંડુ કરો છો (સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણ શૂન્યથી ઉપર, માઈનસ 273 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) , એ સૈદ્ધાંતિક તાપમાન છે કે જેના પર બધું જ હોય ​​છે. ખસેડવાનું બંધ કરે છે).
આ તે છે જ્યાં પદાર્થ સાથે સંપૂર્ણપણે વિચિત્ર વસ્તુઓ થવાનું શરૂ થાય છે. સામાન્ય રીતે માત્ર અણુ સ્તરે જોવા મળતી પ્રક્રિયાઓ હવે નરી આંખે જોઈ શકાય તેટલા મોટા ભીંગડા પર થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે લેબોરેટરી બીકરમાં "પાછળ" મૂકો છો અને ઇચ્છિત તાપમાન પ્રદાન કરો છો, તો પદાર્થ દિવાલ પર સળવળવાનું શરૂ કરશે અને આખરે તેની જાતે બહાર આવશે.
દેખીતી રીતે, અહીં આપણે પદાર્થ દ્વારા તેની પોતાની ઉર્જા ઘટાડવાના નિરર્થક પ્રયાસ સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ (જે પહેલાથી જ તમામ સંભવિત સ્તરોમાં સૌથી નીચું છે).
ઠંડકના સાધનોનો ઉપયોગ કરીને અણુઓને ધીમું કરવાથી બોસ અથવા બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ તરીકે ઓળખાતી એકવચન ક્વોન્ટમ સ્થિતિ ઉત્પન્ન થાય છે. એસ. બોઝના કાર્યના સામાન્યીકરણના પરિણામે એ. આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા 1925માં આ ઘટનાની આગાહી કરવામાં આવી હતી, જ્યાં સમૂહવિહીન ફોટોનથી લઈને માસ-બેરિંગ અણુઓ સુધીના કણો માટે આંકડાકીય મિકેનિક્સ બનાવવામાં આવ્યું હતું (આઈન્સ્ટાઈનની હસ્તપ્રત, જેને ખોવાયેલી માનવામાં આવે છે, તે શોધાઈ હતી. 2005 માં લીડેન યુનિવર્સિટીની પુસ્તકાલયમાં). બોઝ અને આઈન્સ્ટાઈનના પ્રયત્નોના પરિણામે બોસ દ્વારા બોસ-આઈન્સ્ટાઈનના આંકડાઓને આધીન ગેસનો ખ્યાલ આવ્યો, જે બોસોન્સ તરીકે ઓળખાતા પૂર્ણાંક સ્પિન સાથે સમાન કણોના આંકડાકીય વિતરણનું વર્ણન કરે છે. બોસોન્સ, જે, ઉદાહરણ તરીકે, વ્યક્તિગત પ્રાથમિક કણો છે - ફોટોન અને સમગ્ર અણુઓ, એકબીજા સાથે સમાન ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં હોઈ શકે છે. આઈન્સ્ટાઈને દરખાસ્ત કરી હતી કે બોઝોન પરમાણુને ખૂબ જ નીચા તાપમાને ઠંડું કરવાથી તે શક્ય સૌથી નીચા ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં પરિવર્તિત થશે (અથવા બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો કન્ડેન્સ). આવા ઘનીકરણનું પરિણામ એ પદાર્થના નવા સ્વરૂપનો ઉદભવ હશે.
આ સંક્રમણ નિર્ણાયક તાપમાનની નીચે થાય છે, જે સ્વતંત્રતાની કોઈપણ આંતરિક ડિગ્રી વિના બિન-પરસ્પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ન કરતા કણો ધરાવતા એકરૂપ ત્રિ-પરિમાણીય ગેસ માટે છે.

3. ફર્મિઓન કન્ડેન્સેટ- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, બેકિંગ જેવી જ છે, પરંતુ બંધારણમાં અલગ છે. જેમ જેમ તેઓ નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીક આવે છે, અણુઓ તેમના પોતાના કોણીય વેગ (સ્પિન) ની તીવ્રતાના આધારે અલગ રીતે વર્તે છે. બોસોન્સમાં પૂર્ણાંક સ્પિન હોય છે, જ્યારે ફર્મિઓન્સમાં સ્પિન હોય છે જે 1/2 (1/2, 3/2, 5/2) ના ગુણાકાર હોય છે. ફર્મિઓન્સ પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંતનું પાલન કરે છે, જે જણાવે છે કે કોઈપણ બે ફર્મિઓનની સમાન ક્વોન્ટમ સ્થિતિ હોઈ શકે નહીં. બોસોન માટે આવો કોઈ પ્રતિબંધ નથી, અને તેથી તેઓને એક ક્વોન્ટમ અવસ્થામાં અસ્તિત્વમાં રહેવાની તક મળે છે અને ત્યાંથી કહેવાતા બોઝ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સેટ રચાય છે. આ કન્ડેન્સેટની રચનાની પ્રક્રિયા સુપરકન્ડક્ટીંગ સ્ટેટમાં સંક્રમણ માટે જવાબદાર છે.
ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન 1/2 ધરાવે છે અને તેથી તેને ફર્મિઓન્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તેઓ જોડીમાં જોડાય છે (જેને કૂપર જોડી કહેવાય છે), જે પછી બોસ કન્ડેન્સેટ બનાવે છે.
અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકોએ ઊંડા ઠંડક દ્વારા ફર્મિઓન અણુઓમાંથી એક પ્રકારના પરમાણુ મેળવવાનો પ્રયાસ કર્યો છે. વાસ્તવિક પરમાણુઓથી તફાવત એ હતો કે અણુઓ વચ્ચે કોઈ રાસાયણિક બંધન નહોતું - તેઓ સહસંબંધિત રીતે એકસાથે ફરતા હતા. અણુઓ વચ્ચેનું બંધન કૂપર જોડીમાં ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેના કરતાં પણ વધુ મજબૂત હોવાનું બહાર આવ્યું છે. ફર્મિઓનની પરિણામી જોડીમાં કુલ સ્પિન હોય છે જે હવે 1/2 નો ગુણાંક નથી, તેથી, તેઓ પહેલેથી જ બોસોન્સની જેમ વર્તે છે અને એક જ ક્વોન્ટમ અવસ્થા સાથે બોસ કન્ડેન્સેટ બનાવી શકે છે. પ્રયોગ દરમિયાન, પોટેશિયમ-40 અણુઓના ગેસને 300 નેનોકેલ્વિન્સમાં ઠંડુ કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે ગેસ કહેવાતા ઓપ્ટિકલ ટ્રેપમાં બંધ હતો. પછી બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવ્યું, જેની મદદથી અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિને બદલવી શક્ય બન્યું - મજબૂત પ્રતિકૂળતાને બદલે, મજબૂત આકર્ષણ અવલોકન કરવાનું શરૂ કર્યું. ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે, તે મૂલ્ય શોધવાનું શક્ય હતું કે જેના પર અણુઓ ઇલેક્ટ્રોનની કૂપર જોડીની જેમ વર્તે છે. પ્રયોગના આગલા તબક્કે, વૈજ્ઞાનિકો ફર્મિઓન કન્ડેન્સેટ માટે સુપરકન્ડક્ટિવિટી અસરો મેળવવાની અપેક્ષા રાખે છે.

4. અતિપ્રવાહી પદાર્થ- એવી સ્થિતિ કે જેમાં પદાર્થમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ સ્નિગ્ધતા હોતી નથી, અને પ્રવાહ દરમિયાન તે ઘન સપાટી સાથે ઘર્ષણનો અનુભવ કરતું નથી. આનું પરિણામ છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ સામે તેની દિવાલો સાથે જહાજમાંથી સુપરફ્લુઇડ હિલીયમનું સંપૂર્ણ સ્વયંસ્ફુરિત "બહાર નીકળવું" જેવી રસપ્રદ અસર. અલબત્ત, અહીં ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાનું કોઈ ઉલ્લંઘન નથી. ઘર્ષણ બળોની ગેરહાજરીમાં, હિલીયમ માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ દળો દ્વારા કાર્ય કરે છે, હિલીયમ અને જહાજની દિવાલો અને હિલીયમ અણુઓ વચ્ચે આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો. તેથી, આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો અન્ય તમામ સંયુક્ત દળો કરતાં વધી જાય છે. પરિણામે, હિલીયમ શક્ય તેટલી બધી શક્ય સપાટીઓ પર ફેલાય છે, અને તેથી જહાજની દિવાલો સાથે "પ્રવાસ કરે છે". 1938 માં, સોવિયેત વૈજ્ઞાનિક પ્યોટર કપિત્સાએ સાબિત કર્યું કે હિલીયમ અતિપ્રવાહી સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
તે નોંધવું યોગ્ય છે કે હિલીયમના ઘણા અસામાન્ય ગુણધર્મો ઘણા સમયથી જાણીતા છે. જો કે, તાજેતરના વર્ષોમાં, આ રાસાયણિક તત્વ અમને રસપ્રદ અને અણધારી અસરો સાથે લાડ કરી રહ્યું છે. તેથી, 2004 માં, યુનિવર્સિટી ઓફ પેન્સિલવેનિયાના મોસેસ ચાન અને યુન-સ્યોંગ કિમે આ જાહેરાત સાથે વૈજ્ઞાનિક વિશ્વને આકર્ષિત કર્યું કે તેઓ હિલીયમની સંપૂર્ણ નવી સ્થિતિ - એક સુપરફ્લુઇડ ઘન મેળવવામાં સફળ થયા છે. આ સ્થિતિમાં, સ્ફટિક જાળીમાંના કેટલાક હિલીયમ અણુઓ અન્યની આસપાસ વહી શકે છે, અને હિલીયમ આમ પોતાના દ્વારા વહે છે. "સુપરહાર્ડનેસ" અસરની સૈદ્ધાંતિક રીતે 1969 માં આગાહી કરવામાં આવી હતી. અને પછી 2004 માં પ્રાયોગિક પુષ્ટિ હોવાનું જણાયું. જો કે, પાછળથી અને ખૂબ જ રસપ્રદ પ્રયોગો દર્શાવે છે કે બધું એટલું સરળ નથી, અને કદાચ આ ઘટનાનું અર્થઘટન, જે અગાઉ નક્કર હિલીયમની અતિપ્રવાહી તરીકે સ્વીકારવામાં આવ્યું હતું, તે ખોટું છે.
યુએસએની બ્રાઉન યુનિવર્સિટીના હમ્ફ્રે મેરિસના નેતૃત્વમાં વૈજ્ઞાનિકોનો પ્રયોગ સરળ અને ભવ્ય હતો. વિજ્ઞાનીઓએ પ્રવાહી હિલીયમ ધરાવતી બંધ ટાંકીમાં ઊંધી બાજુની ટેસ્ટ ટ્યુબ મૂકી. તેઓએ હિલીયમનો ભાગ ટેસ્ટ ટ્યુબમાં અને જળાશયમાં એવી રીતે સ્થિર કર્યો કે ટેસ્ટ ટ્યુબની અંદર પ્રવાહી અને ઘન વચ્ચેની સીમા જળાશય કરતા વધારે હતી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ટેસ્ટ ટ્યુબના ઉપરના ભાગમાં પ્રવાહી હિલીયમ હતું, નીચલા ભાગમાં ઘન હિલીયમ હતું, તે જળાશયના ઘન તબક્કામાં સરળતાથી પસાર થયું હતું, જેની ઉપર થોડું પ્રવાહી હિલીયમ રેડવામાં આવ્યું હતું - પ્રવાહી કરતાં નીચું. ટેસ્ટ ટ્યુબમાં સ્તર. જો પ્રવાહી હિલીયમ ઘન હિલીયમ દ્વારા લીક થવાનું શરૂ થયું, તો સ્તરોમાં તફાવત ઘટશે, અને પછી આપણે ઘન સુપરફ્લુઇડ હિલીયમ વિશે વાત કરી શકીએ. અને સૈદ્ધાંતિક રીતે, 13 પ્રયોગોમાંથી ત્રણમાં, સ્તરોમાં તફાવત ખરેખર ઘટ્યો.

5. સુપરહાર્ડ પદાર્થ- એકત્રીકરણની સ્થિતિ જેમાં પદાર્થ પારદર્શક હોય છે અને પ્રવાહીની જેમ "વહી" શકે છે, પરંતુ હકીકતમાં તે સ્નિગ્ધતાથી વંચિત છે. આવા પ્રવાહી ઘણા વર્ષોથી જાણીતા છે; તેમને સુપરફ્લુઇડ્સ કહેવામાં આવે છે. હકીકત એ છે કે જો કોઈ અતિશય પ્રવાહીને હલાવવામાં આવે છે, તો તે લગભગ કાયમ માટે ફરશે, જ્યારે સામાન્ય પ્રવાહી આખરે શાંત થઈ જશે. સંશોધકો દ્વારા હિલીયમ-4 અને હિલીયમ-3નો ઉપયોગ કરીને પ્રથમ બે સુપરફ્લુઈડ બનાવવામાં આવ્યા હતા. તેઓ લગભગ સંપૂર્ણ શૂન્ય - માઈનસ 273 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ઠંડું કરવામાં આવ્યા હતા. અને હિલીયમ-4 થી, અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો સુપરસોલિડ બોડી મેળવવામાં સફળ થયા. તેઓએ સ્થિર હિલીયમને 60 ગણાથી વધુ દબાણ સાથે સંકુચિત કર્યું, અને પછી પદાર્થથી ભરેલા કાચને ફરતી ડિસ્ક પર મૂક્યો. 0.175 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને, ડિસ્ક અચાનક વધુ મુક્તપણે ફરવા લાગી, જે વૈજ્ઞાનિકો કહે છે કે હિલિયમ સુપરબોડી બની ગયું છે.

6. ઘન- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, આકારની સ્થિરતા અને અણુઓની થર્મલ હિલચાલની પ્રકૃતિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ નાના સ્પંદનો કરે છે. ઘન પદાર્થોની સ્થિર સ્થિતિ સ્ફટિકીય છે. અણુઓ વચ્ચે આયનીય, સહસંયોજક, ધાતુ અને અન્ય પ્રકારના બોન્ડ સાથે ઘન પદાર્થો છે, જે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મોની વિવિધતા નક્કી કરે છે. ઘન પદાર્થોના વિદ્યુત અને કેટલાક અન્ય ગુણધર્મો મુખ્યત્વે તેના અણુઓના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલની પ્રકૃતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેમના વિદ્યુત ગુણધર્મોના આધારે, ઘન પદાર્થોને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, સેમિકન્ડક્ટર્સ અને ધાતુઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે; તેમના ચુંબકીય ગુણધર્મોના આધારે, ઘન પદાર્થોને ડાયમેગ્નેટિક, પેરામેગ્નેટિક અને ક્રમબદ્ધ ચુંબકીય માળખું ધરાવતા શરીરમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મોના અધ્યયન એક વિશાળ ક્ષેત્રમાં ભળી ગયા છે - નક્કર સ્થિતિ ભૌતિકશાસ્ત્ર, જેનો વિકાસ ટેકનોલોજીની જરૂરિયાતો દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે.

7. આકારહીન ઘન- અણુઓ અને પરમાણુઓની અવ્યવસ્થિત ગોઠવણીને કારણે ભૌતિક ગુણધર્મોના આઇસોટ્રોપી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ પદાર્થના એકત્રીકરણની સંક્ષિપ્ત સ્થિતિ. આકારહીન ઘન પદાર્થોમાં, અણુઓ અવ્યવસ્થિત રીતે સ્થિત બિંદુઓની આસપાસ વાઇબ્રેટ કરે છે. સ્ફટિકીય સ્થિતિથી વિપરીત, ઘન આકારહીનથી પ્રવાહીમાં સંક્રમણ ધીમે ધીમે થાય છે. વિવિધ પદાર્થો આકારહીન સ્થિતિમાં છે: કાચ, રેઝિન, પ્લાસ્ટિક, વગેરે.

8. લિક્વિડ ક્રિસ્ટલએ પદાર્થના એકત્રીકરણની ચોક્કસ સ્થિતિ છે જેમાં તે એક સાથે ક્રિસ્ટલ અને પ્રવાહીના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. તે તરત જ નોંધવું જોઈએ કે બધા પદાર્થો પ્રવાહી સ્ફટિકીય સ્થિતિમાં હોઈ શકતા નથી. જો કે, જટિલ અણુઓ સાથેના કેટલાક કાર્બનિક પદાર્થો એકત્રીકરણની ચોક્કસ સ્થિતિ બનાવી શકે છે - પ્રવાહી સ્ફટિકીય. આ સ્થિતિ ત્યારે થાય છે જ્યારે અમુક પદાર્થોના સ્ફટિકો ઓગળે છે. જ્યારે તેઓ ઓગળે છે, ત્યારે પ્રવાહી સ્ફટિકીય તબક્કો રચાય છે, જે સામાન્ય પ્રવાહીથી અલગ પડે છે. આ તબક્કો ક્રિસ્ટલના ગલન તાપમાનથી લઈને કેટલાક ઊંચા તાપમાન સુધીની શ્રેણીમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જ્યારે તેને ગરમ કરવામાં આવે છે ત્યારે લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સામાન્ય પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે.
લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ લિક્વિડ અને સામાન્ય ક્રિસ્ટલથી કેવી રીતે અલગ પડે છે અને તે કેવી રીતે સમાન છે? સામાન્ય પ્રવાહીની જેમ, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલમાં પ્રવાહીતા હોય છે અને તે કન્ટેનરનો આકાર લે છે જેમાં તે મૂકવામાં આવે છે. આ રીતે તે દરેક માટે જાણીતા સ્ફટિકોથી અલગ પડે છે. જો કે, આ ગુણધર્મ હોવા છતાં, જે તેને પ્રવાહી સાથે જોડે છે, તેમાં સ્ફટિકોની મિલકતની લાક્ષણિકતા છે. આ સ્ફટિકની રચના કરતા પરમાણુઓની અવકાશમાં ક્રમ છે. સાચું, આ ક્રમ સામાન્ય સ્ફટિકોની જેમ સંપૂર્ણ નથી, પરંતુ, તેમ છતાં, તે પ્રવાહી સ્ફટિકોના ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે, જે તેમને સામાન્ય પ્રવાહીથી અલગ પાડે છે. પ્રવાહી સ્ફટિક બનાવતા અણુઓની અપૂર્ણ અવકાશી ક્રમ એ હકીકતમાં પ્રગટ થાય છે કે પ્રવાહી સ્ફટિકોમાં અણુઓના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રોની અવકાશી ગોઠવણીમાં કોઈ સંપૂર્ણ ક્રમ નથી, જો કે આંશિક ક્રમ હોઈ શકે છે. આનો અર્થ એ છે કે તેમની પાસે સખત સ્ફટિક જાળી નથી. તેથી, પ્રવાહી સ્ફટિકો, સામાન્ય પ્રવાહીની જેમ, પ્રવાહીતાની મિલકત ધરાવે છે.
પ્રવાહી સ્ફટિકોની ફરજિયાત મિલકત, જે તેમને સામાન્ય સ્ફટિકોની નજીક લાવે છે, તે પરમાણુઓના અવકાશી અભિગમના ક્રમની હાજરી છે. ઓરિએન્ટેશનમાં આ ક્રમ પોતાને પ્રગટ કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, એ હકીકતમાં કે લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સેમ્પલમાં પરમાણુઓની બધી લાંબી અક્ષો એ જ રીતે લક્ષી છે. આ પરમાણુઓ વિસ્તરેલ આકાર ધરાવતા હોવા જોઈએ. પરમાણુ અક્ષોના સરળ નામના ક્રમ ઉપરાંત, પ્રવાહી સ્ફટિકમાં પરમાણુઓનો વધુ જટિલ ઓરિએન્ટેશનલ ક્રમ આવી શકે છે.
પરમાણુ અક્ષોના ક્રમના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, પ્રવાહી સ્ફટિકોને ત્રણ પ્રકારોમાં વહેંચવામાં આવે છે: નેમેટિક, સ્મેક્ટિક અને કોલેસ્ટેરિક.
લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના ભૌતિકશાસ્ત્ર અને તેના ઉપયોગ પર સંશોધન હાલમાં વિશ્વના તમામ વિકસિત દેશોમાં વ્યાપક મોરચે હાથ ધરવામાં આવી રહ્યું છે. સ્થાનિક સંશોધન બંને શૈક્ષણિક અને ઔદ્યોગિક સંશોધન સંસ્થાઓમાં કેન્દ્રિત છે અને તેની લાંબી પરંપરા છે. લેનિનગ્રાડમાં ત્રીસના દાયકામાં પૂર્ણ થયેલા વી.કે.ના કાર્યો વ્યાપકપણે જાણીતા અને જાણીતા બન્યા. ફ્રેડરિક્સથી વી.એન. ત્સ્વેત્કોવા. તાજેતરના વર્ષોમાં, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના ઝડપી અભ્યાસમાં સ્થાનિક સંશોધકોએ સામાન્ય રીતે લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના અભ્યાસના વિકાસમાં અને ખાસ કરીને, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના ઑપ્ટિક્સના વિકાસમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું છે. આમ, આઇ.જી.ના કામો. ચિસ્ત્યાકોવા, એ.પી. Kapustina, S.A. બ્રાઝોવ્સ્કી, એસ.એ. પિકીના, એલ.એમ. બ્લિનોવ અને અન્ય ઘણા સોવિયેત સંશોધકો વૈજ્ઞાનિક સમુદાયમાં વ્યાપકપણે જાણીતા છે અને લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના અસંખ્ય અસરકારક તકનીકી કાર્યક્રમો માટે પાયા તરીકે સેવા આપે છે.
પ્રવાહી સ્ફટિકોનું અસ્તિત્વ લાંબા સમય પહેલા, એટલે કે 1888 માં, એટલે કે લગભગ એક સદી પહેલા સ્થાપિત થયું હતું. જો કે 1888 પહેલા વૈજ્ઞાનિકોએ પદાર્થની આ સ્થિતિનો સામનો કર્યો હતો, તે પછીથી સત્તાવાર રીતે શોધાયું હતું.
લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ શોધનાર સૌપ્રથમ ઑસ્ટ્રિયન વનસ્પતિશાસ્ત્રી રેનિટ્ઝર હતા. તેમણે સંશ્લેષણ કરેલા નવા પદાર્થ કોલેસ્ટરિલ બેન્ઝોએટનો અભ્યાસ કરતી વખતે, તેમણે શોધ્યું કે 145 ° સે તાપમાને આ પદાર્થના સ્ફટિકો પીગળી જાય છે, વાદળછાયું પ્રવાહી બનાવે છે જે પ્રકાશને મજબૂત રીતે ફેલાવે છે. જેમ જેમ ગરમી ચાલુ રહે છે, 179 ° સે તાપમાને પહોંચે છે, ત્યારે પ્રવાહી સ્પષ્ટ થઈ જાય છે, એટલે કે, તે સામાન્ય પ્રવાહીની જેમ ઓપ્ટીકલી વર્તે છે, ઉદાહરણ તરીકે પાણી. કોલેસ્ટરિલ બેન્ઝોએટ અસ્વસ્થ તબક્કામાં અણધારી ગુણધર્મો દર્શાવે છે. ધ્રુવીકરણ સૂક્ષ્મદર્શક યંત્ર હેઠળ આ તબક્કાની તપાસ કરીને, રેનિટ્ઝરે શોધ્યું કે તે બાયફ્રિંજન્સ દર્શાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રકાશનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, એટલે કે આ તબક્કામાં પ્રકાશની ગતિ, ધ્રુવીકરણ પર આધારિત છે.

9. પ્રવાહી- પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, નક્કર સ્થિતિ (વોલ્યુમનું સંરક્ષણ, ચોક્કસ તાણ શક્તિ) અને વાયુયુક્ત સ્થિતિ (આકારની પરિવર્તનક્ષમતા) ની લાક્ષણિકતાઓને જોડીને. પ્રવાહી કણો (પરમાણુઓ, અણુઓ) ની ગોઠવણીમાં ટૂંકા-શ્રેણીના ક્રમ અને પરમાણુઓની થર્મલ ગતિની ગતિ ઊર્જા અને તેમની સંભવિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જામાં નાના તફાવત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પ્રવાહી પરમાણુઓની થર્મલ ગતિમાં સંતુલન સ્થિતિની આસપાસના ઓસિલેશનનો સમાવેશ થાય છે અને એક સંતુલન સ્થિતિમાંથી બીજી તરફ પ્રમાણમાં દુર્લભ કૂદકાનો સમાવેશ થાય છે; પ્રવાહીની પ્રવાહીતા તેની સાથે સંકળાયેલી છે.

10. સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી(SCF) એ પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ છે જેમાં પ્રવાહી અને ગેસના તબક્કાઓ વચ્ચેનો તફાવત અદૃશ્ય થઈ જાય છે. તેના નિર્ણાયક બિંદુથી ઉપરના તાપમાન અને દબાણ પરનો કોઈપણ પદાર્થ સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી છે. સુપરક્રિટીકલ સ્થિતિમાં પદાર્થના ગુણધર્મો ગેસ અને પ્રવાહી તબક્કામાં તેના ગુણધર્મો વચ્ચે મધ્યવર્તી હોય છે. આમ, SCF ઊંચી ઘનતા ધરાવે છે, પ્રવાહીની નજીક અને ઓછી સ્નિગ્ધતા, વાયુઓની જેમ. આ કિસ્સામાં પ્રસરણ ગુણાંકમાં પ્રવાહી અને ગેસ વચ્ચેનું મૂલ્ય મધ્યવર્તી છે. સુપરક્રિટીકલ સ્થિતિમાં પદાર્થોનો પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં કાર્બનિક દ્રાવકના વિકલ્પ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. સુપરક્રિટિકલ પાણી અને સુપરક્રિટિકલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ચોક્કસ ગુણધર્મોને કારણે સૌથી વધુ રસ અને વિતરણ મળ્યું છે.
સુપરક્રિટિકલ સ્ટેટના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોમાંની એક એ પદાર્થોને વિસર્જન કરવાની ક્ષમતા છે. પ્રવાહીના તાપમાન અથવા દબાણને બદલીને, તમે તેના ગુણધર્મોને વિશાળ શ્રેણીમાં બદલી શકો છો. આમ, પ્રવાહી મેળવવાનું શક્ય છે જેના ગુણધર્મો કાં તો પ્રવાહી અથવા ગેસની નજીક હોય. આમ, પ્રવાહીની ઓગળવાની ક્ષમતા વધતી ઘનતા (સતત તાપમાને) સાથે વધે છે. કારણ કે વધતા દબાણ સાથે ઘનતા વધે છે, દબાણમાં ફેરફાર પ્રવાહીની ઓગળવાની ક્ષમતાને પ્રભાવિત કરી શકે છે (સતત તાપમાને). તાપમાનના કિસ્સામાં, પ્રવાહીના ગુણધર્મોની અવલંબન થોડી વધુ જટિલ છે - સતત ઘનતા પર, પ્રવાહીની ઓગળવાની ક્ષમતા પણ વધે છે, પરંતુ નિર્ણાયક બિંદુની નજીક, તાપમાનમાં થોડો વધારો તીવ્ર ઘટાડા તરફ દોરી શકે છે. ઘનતામાં, અને તે મુજબ, ઓગળવાની ક્ષમતા. સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહી એકબીજા સાથે મર્યાદા વિના ભળે છે, તેથી જ્યારે મિશ્રણના નિર્ણાયક બિંદુએ પહોંચી જાય છે, ત્યારે સિસ્ટમ હંમેશા સિંગલ-ફેઝ હશે. દ્વિસંગી મિશ્રણના અંદાજિત નિર્ણાયક તાપમાનની ગણતરી પદાર્થોના નિર્ણાયક પરિમાણોના અંકગણિત સરેરાશ તરીકે કરી શકાય છે Tc(mix) = (મોલ અપૂર્ણાંક A) x TcA + (મોલ અપૂર્ણાંક B) x TcB.

11. વાયુયુક્ત- (ફ્રેન્ચ ગાઝ, ગ્રીક અરાજકતા - અરાજકતામાંથી), પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ જેમાં તેના કણો (પરમાણુઓ, અણુઓ, આયનો) ની થર્મલ ગતિની ગતિ ઊર્જા તેમની વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સંભવિત ઊર્જા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી જાય છે, અને તેથી કણો મુક્તપણે ફરે છે, તેને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ બાહ્ય ક્ષેત્રોની ગેરહાજરીમાં એકસરખી રીતે ભરે છે.

12. પ્લાઝમા- (ગ્રીક પ્લાઝ્મામાંથી - શિલ્પ, આકારનું), દ્રવ્યની સ્થિતિ કે જે આયનાઇઝ્ડ ગેસ છે જેમાં હકારાત્મક અને નકારાત્મક શુલ્કની સાંદ્રતા સમાન હોય છે (અર્ધ-તટસ્થતા). બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યનો વિશાળ ભાગ પ્લાઝ્મા અવસ્થામાં છે: તારાઓ, આકાશગંગાની નિહારિકાઓ અને તારાઓ વચ્ચેનું માધ્યમ. પૃથ્વીની નજીક, પ્લાઝ્મા સૌર પવન, મેગ્નેટોસ્ફિયર અને આયનોસ્ફિયરના રૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમના મિશ્રણમાંથી ઉચ્ચ-તાપમાન પ્લાઝ્મા (T ~ 106 - 108K) નો અભ્યાસ નિયંત્રિત થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝનને લાગુ કરવાના ઉદ્દેશ્ય સાથે કરવામાં આવી રહ્યો છે. નીચા-તાપમાન પ્લાઝ્મા (T Ј 105K) નો ઉપયોગ વિવિધ ગેસ-ડિસ્ચાર્જ ઉપકરણો (ગેસ લેસરો, આયન ઉપકરણો, MHD જનરેટર, પ્લાઝમેટ્રોન, પ્લાઝ્મા એન્જિન, વગેરે), તેમજ ટેકનોલોજીમાં થાય છે (જુઓ પ્લાઝમા ધાતુશાસ્ત્ર, પ્લાઝમા ડ્રિલિંગ, પ્લાઝમા ટેકનોલોજી).

13. ડીજનરેટ મેટર- પ્લાઝ્મા અને ન્યુટ્રોનિયમ વચ્ચેનો મધ્યવર્તી તબક્કો છે. તે સફેદ દ્વાર્ફમાં જોવા મળે છે અને તારાઓના ઉત્ક્રાંતિમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. જ્યારે અણુઓ અત્યંત ઊંચા તાપમાન અને દબાણને આધિન હોય છે, ત્યારે તેઓ તેમના ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે (તેઓ ઇલેક્ટ્રોન ગેસ બની જાય છે). બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, તેઓ સંપૂર્ણપણે ionized (પ્લાઝમા) છે. આવા ગેસ (પ્લાઝમા)નું દબાણ ઇલેક્ટ્રોનના દબાણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જો ઘનતા ખૂબ ઊંચી હોય, તો બધા કણોને એકબીજાની નજીક ફરજ પાડવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન ચોક્કસ ઉર્જા ધરાવતા રાજ્યોમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, અને કોઈપણ બે ઇલેક્ટ્રોન સમાન ઊર્જા ધરાવી શકતા નથી (સિવાય કે તેમની સ્પિન એકબીજાની વિરુદ્ધ હોય). આમ, ગાઢ ગેસમાં, તમામ નીચલા ઉર્જા સ્તરો ઇલેક્ટ્રોનથી ભરેલા હોય છે. આવા ગેસને ડીજનરેટ કહેવામાં આવે છે. આ સ્થિતિમાં, ઈલેક્ટ્રોન ડિજનરેટ ઈલેક્ટ્રોન દબાણ દર્શાવે છે, જે ગુરુત્વાકર્ષણના દળોનો સામનો કરે છે.

14. ન્યુટ્રોનિયમ- એકત્રીકરણની સ્થિતિ જેમાં પદાર્થ અતિ-ઉચ્ચ દબાણે પસાર થાય છે, જે હજુ પણ પ્રયોગશાળામાં અગમ્ય છે, પરંતુ ન્યુટ્રોન તારાઓની અંદર અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ન્યુટ્રોન અવસ્થામાં સંક્રમણ દરમિયાન, પદાર્થના ઇલેક્ટ્રોન પ્રોટોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને ન્યુટ્રોનમાં ફેરવાય છે. પરિણામે, ન્યુટ્રોન અવસ્થામાં દ્રવ્ય સંપૂર્ણપણે ન્યુટ્રોનથી બનેલું છે અને અણુના ક્રમમાં ઘનતા ધરાવે છે. પદાર્થનું તાપમાન ખૂબ ઊંચું ન હોવું જોઈએ (ઊર્જા સમકક્ષ, સો MeV કરતાં વધુ નહીં).
તાપમાનમાં તીવ્ર વધારો (સેંકડો MeV અને તેથી વધુ) સાથે, વિવિધ મેસોન્સ ન્યુટ્રોન અવસ્થામાં જન્મવાનું અને નાશ કરવાનું શરૂ કરે છે. તાપમાનમાં વધુ વધારા સાથે, ડિકોનફાઇનમેન્ટ થાય છે, અને પદાર્થ ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્માની સ્થિતિમાં જાય છે. તે લાંબા સમય સુધી હેડ્રોનનો સમાવેશ કરતું નથી, પરંતુ સતત જન્મે છે અને ક્વાર્ક અને ગ્લુઓન અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

15. કવાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્મા(ક્રોમોપ્લાઝમ) - ઉચ્ચ-ઊર્જા ભૌતિકશાસ્ત્ર અને પ્રાથમિક કણ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ, જેમાં હેડ્રોનિક દ્રવ્ય સામાન્ય પ્લાઝ્મામાં ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો જોવા મળે છે તેવી જ સ્થિતિમાં પસાર થાય છે.
સામાન્ય રીતે, હેડ્રોનમાં પદાર્થ કહેવાતા રંગહીન ("સફેદ") સ્થિતિમાં હોય છે. એટલે કે, વિવિધ રંગોના ક્વાર્ક એકબીજાને રદ કરે છે. સમાન સ્થિતિ સામાન્ય પદાર્થમાં અસ્તિત્વમાં છે - જ્યારે તમામ અણુઓ વિદ્યુત રીતે તટસ્થ હોય છે, એટલે કે,
તેમાંના સકારાત્મક શુલ્કની ભરપાઈ નકારાત્મક દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઊંચા તાપમાને, અણુઓનું આયનીકરણ થઈ શકે છે, જે દરમિયાન ચાર્જ અલગ થઈ જાય છે, અને પદાર્થ બને છે, જેમ કે તેઓ કહે છે, "અર્ધ-તટસ્થ." એટલે કે, સમગ્ર દ્રવ્યનો સંપૂર્ણ વાદળ તટસ્થ રહે છે, પરંતુ તેના વ્યક્તિગત કણો તટસ્થ રહેવાનું બંધ કરે છે. આ જ વસ્તુ, દેખીતી રીતે, હેડ્રોનિક દ્રવ્ય સાથે થઈ શકે છે - ખૂબ જ ઊંચી શક્તિ પર, રંગ પ્રકાશિત થાય છે અને પદાર્થને "અર્ધ-રંગહીન" બનાવે છે.
સંભવતઃ, બિગ બેંગ પછી પ્રથમ ક્ષણોમાં બ્રહ્માંડની બાબત ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્માની સ્થિતિમાં હતી. હવે ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્મા ખૂબ જ ઊંચી ઊર્જાના કણોની અથડામણ દરમિયાન ટૂંકા સમય માટે રચી શકાય છે.
2005માં બ્રુકહેવન નેશનલ લેબોરેટરી ખાતે આરએચઆઈસી એક્સિલરેટર પર ક્વાર્ક-ગ્લુઓન પ્લાઝ્મા પ્રાયોગિક રીતે બનાવવામાં આવ્યું હતું. ફેબ્રુઆરી 2010માં ત્યાં 4 ટ્રિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસનું મહત્તમ પ્લાઝ્મા તાપમાન પ્રાપ્ત થયું હતું.

16. વિચિત્ર પદાર્થ- એકત્રીકરણની સ્થિતિ જેમાં પદાર્થને મહત્તમ ઘનતા મૂલ્યો સુધી સંકુચિત કરવામાં આવે છે; તે "ક્વાર્ક સૂપ" ના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આ રાજ્યમાં પદાર્થના એક ઘન સેન્ટીમીટરનું વજન અબજો ટન હશે; વધુમાં, તે કોઈપણ સામાન્ય પદાર્થના સંપર્કમાં આવે છે તેને તે જ "વિચિત્ર" સ્વરૂપમાં નોંધપાત્ર ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે રૂપાંતરિત કરશે.
જ્યારે તારાનો કોર "વિચિત્ર પદાર્થ" માં ફેરવાય ત્યારે જે ઊર્જા છૂટી શકે છે તે "ક્વાર્ક નોવા" ના સુપર-શક્તિશાળી વિસ્ફોટ તરફ દોરી જશે - અને, લેહી અને યુયેડના જણાવ્યા મુજબ, ખગોળશાસ્ત્રીઓએ સપ્ટેમ્બર 2006 માં આ બરાબર જોયું હતું.
આ પદાર્થની રચનાની પ્રક્રિયા એક સામાન્ય સુપરનોવાથી શરૂ થઈ, જેમાં એક વિશાળ તારો ફેરવાયો. પ્રથમ વિસ્ફોટના પરિણામે, ન્યુટ્રોન સ્ટારની રચના થઈ. પરંતુ, લેહી અને ઉયેદના જણાવ્યા મુજબ, તે લાંબો સમય ટકી શક્યું ન હતું - કારણ કે તેનું પરિભ્રમણ તેના પોતાના ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ધીમુ થઈ ગયું હોય તેવું લાગતું હતું, તે વધુ સંકોચવા લાગ્યું, "વિચિત્ર પદાર્થ" નું ઝુંડ બનાવે છે, જે એક સમાનતા તરફ દોરી ગયું. સામાન્ય સુપરનોવા વિસ્ફોટ દરમિયાન વધુ શક્તિશાળી, ઊર્જાનું પ્રકાશન - અને ભૂતપૂર્વ ન્યુટ્રોન તારાના પદાર્થના બાહ્ય સ્તરો, પ્રકાશની ઝડપની નજીકની ઝડપે આસપાસની જગ્યામાં ઉડતા.

17. મજબૂત સપ્રમાણ પદાર્થ- આ એક પદાર્થ છે જે એટલી હદે સંકુચિત છે કે તેની અંદરના સૂક્ષ્મ કણો એકબીજાની ઉપર સ્તરીય છે, અને શરીર પોતે જ બ્લેક હોલમાં તૂટી જાય છે. "સપ્રમાણતા" શબ્દને નીચે પ્રમાણે સમજાવવામાં આવ્યો છે: ચાલો શાળામાંથી દરેક માટે જાણીતા પદાર્થની એકંદર સ્થિતિઓ લઈએ - નક્કર, પ્રવાહી, વાયુ. નિશ્ચિતતા માટે, ચાલો એક આદર્શ અનંત સ્ફટિકને ઘન તરીકે ગણીએ. સ્થાનાંતરણના સંદર્ભમાં એક ચોક્કસ, કહેવાતી સ્વતંત્ર સમપ્રમાણતા છે. આનો અર્થ એ છે કે જો તમે સ્ફટિક જાળીને બે અણુઓ વચ્ચેના અંતરાલના સમાન અંતરથી ખસેડો છો, તો તેમાં કંઈપણ બદલાશે નહીં - સ્ફટિક તેની સાથે એકરુપ થશે. જો સ્ફટિક ઓગળવામાં આવે છે, તો પરિણામી પ્રવાહીની સપ્રમાણતા અલગ હશે: તે વધશે. સ્ફટિકમાં, ચોક્કસ અંતરે એકબીજાથી માત્ર દૂરના બિંદુઓ, ક્રિસ્ટલ જાળીના કહેવાતા ગાંઠો, જેમાં સમાન અણુઓ સ્થિત હતા, સમકક્ષ હતા.
પ્રવાહી તેના સમગ્ર જથ્થામાં એકરૂપ છે, તેના તમામ બિંદુઓ એકબીજાથી અભેદ્ય છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રવાહી કોઈપણ મનસ્વી અંતર દ્વારા વિસ્થાપિત થઈ શકે છે (અને માત્ર અમુક અલગ જ નહીં, જેમ કે સ્ફટિકમાં) અથવા કોઈપણ મનસ્વી ખૂણા દ્વારા ફેરવવામાં આવે છે (જે સ્ફટિકોમાં બિલકુલ કરી શકાતું નથી) અને તે પોતાની સાથે એકરુપ હશે. તેની સમપ્રમાણતાની ડિગ્રી વધારે છે. ગેસ એ પણ વધુ સપ્રમાણ છે: પ્રવાહી વાસણમાં ચોક્કસ વોલ્યુમ ધરાવે છે અને જહાજની અંદર એક અસમપ્રમાણતા હોય છે જ્યાં પ્રવાહી હોય છે અને બિંદુઓ હોય છે જ્યાં તે નથી. ગેસ તેને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમ પર કબજો કરે છે, અને આ અર્થમાં, તેના તમામ બિંદુઓ એકબીજાથી અસ્પષ્ટ છે. તેમ છતાં, અહીં બિંદુઓ વિશે નહીં, પરંતુ નાના, પરંતુ મેક્રોસ્કોપિક તત્વો વિશે વાત કરવી વધુ યોગ્ય રહેશે, કારણ કે માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે હજી પણ તફાવતો છે. અમુક સમયે આપેલ ક્ષણે અણુઓ અથવા પરમાણુઓ હોય છે, જ્યારે અન્ય બિંદુઓ પર નથી. સમપ્રમાણતા માત્ર સરેરાશ પર જ જોવા મળે છે, કાં તો કેટલાક મેક્રોસ્કોપિક વોલ્યુમ પેરામીટર્સ પર અથવા સમય જતાં.
પરંતુ માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે હજુ પણ કોઈ ત્વરિત સમપ્રમાણતા નથી. જો કોઈ પદાર્થ ખૂબ જ મજબૂત રીતે સંકુચિત થાય છે, રોજિંદા જીવનમાં અસ્વીકાર્ય દબાણો માટે, સંકુચિત કરવામાં આવે છે જેથી અણુઓ કચડી જાય, તેમના શેલો એકબીજામાં પ્રવેશ કરે, અને મધ્યવર્તી કેન્દ્ર સ્પર્શ કરવાનું શરૂ કરે, તો માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે સમપ્રમાણતા ઊભી થાય છે. બધા ન્યુક્લી સમાન હોય છે અને એકબીજાની સામે દબાવવામાં આવે છે, ત્યાં માત્ર આંતર-પરમાણુ જ નહીં, પણ આંતર-પરમાણુ અંતર પણ હોય છે, અને પદાર્થ સજાતીય (વિચિત્ર પદાર્થ) બને છે.
પરંતુ સબમાઇક્રોસ્કોપિક સ્તર પણ છે. ન્યુક્લિયસ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનથી બનેલા હોય છે જે ન્યુક્લિયસની અંદર ફરતા હોય છે. તેમની વચ્ચે થોડી જગ્યા પણ છે. જો તમે સંકુચિત કરવાનું ચાલુ રાખશો જેથી ન્યુક્લી કચડી નાખવામાં આવે, તો ન્યુક્લિઅન્સ એકબીજા સામે ચુસ્તપણે દબાવશે. પછી, સબમાઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે, સપ્રમાણતા દેખાશે, જે સામાન્ય ન્યુક્લીની અંદર પણ અસ્તિત્વમાં નથી.
જે કહેવામાં આવ્યું છે તેના પરથી, વ્યક્તિ ખૂબ જ ચોક્કસ વલણને પારખી શકે છે: તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે અને દબાણ જેટલું વધારે હોય છે, તેટલો પદાર્થ વધુ સપ્રમાણ બને છે. આ વિચારણાઓના આધારે, તેના મહત્તમ સુધી સંકુચિત પદાર્થને અત્યંત સપ્રમાણ કહેવામાં આવે છે.

18. નબળી સપ્રમાણ બાબત- તેના ગુણધર્મોમાં મજબૂત સપ્રમાણ દ્રવ્યની વિરુદ્ધની સ્થિતિ, ખૂબ જ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં પ્લેન્કની નજીકના તાપમાને હાજર, કદાચ બિગ બેંગના 10-12 સેકન્ડ પછી, જ્યારે મજબૂત, નબળા અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળો એક જ સુપરફોર્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. આ સ્થિતિમાં, પદાર્થ એટલી હદે સંકુચિત થાય છે કે તેનો સમૂહ ઊર્જામાં ફેરવાય છે, જે ફૂલવાનું શરૂ કરે છે, એટલે કે, અનિશ્ચિત રૂપે વિસ્તરે છે. પ્રાયોગિક રીતે સુપરપાવર મેળવવા અને પાર્થિવ પરિસ્થિતિઓમાં આ તબક્કામાં દ્રવ્યને સ્થાનાંતરિત કરવા માટેની ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવી હજુ સુધી શક્ય નથી, જોકે પ્રારંભિક બ્રહ્માંડનો અભ્યાસ કરવા લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડર ખાતે આવા પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા હતા. આ પદાર્થ બનાવે છે તે સુપરફોર્સમાં ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ગેરહાજરીને કારણે, સુપરફોર્સ તમામ 4 પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ધરાવતા સુપરસિમેટ્રિક બળની તુલનામાં પૂરતા પ્રમાણમાં સપ્રમાણ નથી. તેથી, એકત્રીકરણની આ સ્થિતિને આવું નામ મળ્યું.

19. રે પદાર્થ- આ, હકીકતમાં, હવે કોઈ વાંધો નથી, પરંતુ તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં ઊર્જા છે. જો કે, પ્રકાશની ઝડપે પહોંચી ગયેલું શરીર લેશે. તે શરીરને પ્લાન્ક તાપમાન (1032K) સુધી ગરમ કરીને પણ મેળવી શકાય છે, એટલે કે, પદાર્થના પરમાણુઓને પ્રકાશની ઝડપે વેગ આપીને. સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતમાંથી નીચે મુજબ, જ્યારે ગતિ 0.99 સે કરતા વધુ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે શરીરનો સમૂહ "સામાન્ય" પ્રવેગક કરતાં વધુ ઝડપથી વધવા લાગે છે; વધુમાં, શરીર લંબાય છે, ગરમ થાય છે, એટલે કે, તે શરૂ થાય છે. ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમમાં ફેલાવો. જ્યારે 0.999 s ના થ્રેશોલ્ડને પાર કરે છે, ત્યારે શરીર ધરમૂળથી બદલાય છે અને કિરણ અવસ્થા સુધી ઝડપી તબક્કામાં સંક્રમણ શરૂ કરે છે. આઈન્સ્ટાઈનના સૂત્રમાંથી નીચે પ્રમાણે, તેની સંપૂર્ણતામાં લેવામાં આવે છે, અંતિમ પદાર્થના વધતા જથ્થામાં થર્મલ, એક્સ-રે, ઓપ્ટિકલ અને અન્ય કિરણોત્સર્ગના સ્વરૂપમાં શરીરમાંથી અલગ પડેલા સમૂહનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી દરેકની ઊર્જાનું વર્ણન કરવામાં આવે છે. સૂત્રમાં આગામી શબ્દ. આમ, જે શરીર પ્રકાશની ઝડપની નજીક પહોંચે છે તે તમામ સ્પેક્ટ્રામાં ઉત્સર્જિત થવાનું શરૂ કરશે, લંબાઈમાં વૃદ્ધિ કરશે અને સમય જતાં ધીમી થશે, પ્લાન્ક લંબાઈ સુધી પાતળું થશે, એટલે કે, ઝડપ c પર પહોંચવા પર, શરીર અનંત લાંબુ થઈ જશે અને પાતળો બીમ, પ્રકાશની ઝડપે આગળ વધે છે અને તેમાં ફોટોન હોય છે જેની કોઈ લંબાઈ નથી અને તેનો અનંત સમૂહ સંપૂર્ણપણે ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થઈ જશે. તેથી, આવા પદાર્થને કિરણ કહેવામાં આવે છે.

એકત્રીકરણની સ્થિતિ શું છે, ઘન, પ્રવાહી અને વાયુઓ કયા લક્ષણો અને ગુણધર્મો ધરાવે છે તે અંગેના પ્રશ્નોની ચર્ચા કેટલાક તાલીમ અભ્યાસક્રમોમાં કરવામાં આવે છે. દ્રવ્યની ત્રણ શાસ્ત્રીય અવસ્થાઓ છે, તેમની પોતાની લાક્ષણિક માળખાકીય સુવિધાઓ છે. પૃથ્વીના વિજ્ઞાન, જીવંત જીવો અને ઔદ્યોગિક પ્રવૃત્તિઓને સમજવામાં તેમની સમજ મહત્વનો મુદ્દો છે. આ પ્રશ્નોનો અભ્યાસ ભૌતિકશાસ્ત્ર, રસાયણશાસ્ત્ર, ભૂગોળ, ભૂસ્તરશાસ્ત્ર, ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્ર અને અન્ય વૈજ્ઞાનિક શાખાઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે. પદાર્થો કે જે અમુક શરતો હેઠળ, ત્રણ મૂળભૂત પ્રકારની સ્થિતિમાં હોય છે તે તાપમાન અને દબાણમાં વધારો અથવા ઘટાડો સાથે બદલાઈ શકે છે. ચાલો આપણે એકત્રીકરણની એક સ્થિતિમાંથી બીજી સ્થિતિમાં સંભવિત સંક્રમણોને ધ્યાનમાં લઈએ, કારણ કે તે પ્રકૃતિ, તકનીકી અને રોજિંદા જીવનમાં થાય છે.

એકત્રીકરણની સ્થિતિ શું છે?

લેટિન મૂળના શબ્દ "એગ્રેગો" નો રશિયનમાં અનુવાદ થાય છે જેનો અર્થ થાય છે "જોડાવું". વૈજ્ઞાનિક શબ્દ એ જ શરીર, પદાર્થની સ્થિતિનો ઉલ્લેખ કરે છે. ચોક્કસ તાપમાન અને વિવિધ દબાણો પર ઘન પદાર્થો, વાયુઓ અને પ્રવાહીનું અસ્તિત્વ એ પૃથ્વીના તમામ શેલની લાક્ષણિકતા છે. એકત્રીકરણની ત્રણ મૂળભૂત સ્થિતિઓ ઉપરાંત, ચોથું પણ છે. એલિવેટેડ તાપમાન અને સતત દબાણ પર, ગેસ પ્લાઝ્મામાં ફેરવાય છે. એકત્રીકરણની સ્થિતિ શું છે તે વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, પદાર્થો અને શરીર બનાવે છે તે નાના કણોને યાદ રાખવું જરૂરી છે.

ઉપરોક્ત આકૃતિ બતાવે છે: a - ગેસ; b - પ્રવાહી; c એક નક્કર શરીર છે. આવા ચિત્રોમાં, વર્તુળો પદાર્થોના માળખાકીય તત્વો સૂચવે છે. આ એક પ્રતીક છે; હકીકતમાં, અણુઓ, પરમાણુઓ અને આયનો ઘન દડા નથી. અણુઓમાં સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ન્યુક્લિયસ હોય છે જેની આસપાસ નકારાત્મક ચાર્જવાળા ઇલેક્ટ્રોન વધુ ઝડપે ફરે છે. દ્રવ્યની સૂક્ષ્મ રચના વિશેનું જ્ઞાન વિવિધ એકંદર સ્વરૂપો વચ્ચેના તફાવતોને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ કરે છે.

માઇક્રોકોઝમ વિશેના વિચારો: પ્રાચીન ગ્રીસથી 17મી સદી સુધી

ભૌતિક શરીર બનાવતા કણો વિશેની પ્રથમ માહિતી પ્રાચીન ગ્રીસમાં દેખાઈ. વિચારકો ડેમોક્રિટસ અને એપીક્યુરસ એ અણુ જેવી વિભાવના રજૂ કરી. તેઓ માનતા હતા કે વિવિધ પદાર્થોના આ નાનામાં નાના અવિભાજ્ય કણોનો આકાર, ચોક્કસ કદ હોય છે અને તેઓ એકબીજા સાથે હલનચલન અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા સક્ષમ છે. અણુવાદ તેના સમય માટે પ્રાચીન ગ્રીસનું સૌથી અદ્યતન શિક્ષણ બની ગયું. પરંતુ મધ્ય યુગમાં તેનો વિકાસ ધીમો પડી ગયો. ત્યારથી રોમન કેથોલિક ચર્ચના ઇન્ક્વિઝિશન દ્વારા વૈજ્ઞાનિકો પર સતાવણી કરવામાં આવી હતી. તેથી, આધુનિક સમય સુધી, પદાર્થની સ્થિતિ શું છે તેનો કોઈ સ્પષ્ટ ખ્યાલ નહોતો. 17મી સદી પછી જ વૈજ્ઞાનિકો આર. બોયલ, એમ. લોમોનોસોવ, ડી. ડાલ્ટન, એ. લેવોઇસિયરે અણુ-પરમાણુ સિદ્ધાંતની જોગવાઈઓ ઘડી હતી, જે આજે તેમનું મહત્વ ગુમાવ્યું નથી.

અણુઓ, પરમાણુઓ, આયનો - પદાર્થની રચનાના માઇક્રોસ્કોપિક કણો

20મી સદીમાં જ્યારે ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપની શોધ થઈ ત્યારે માઇક્રોવર્લ્ડને સમજવામાં એક નોંધપાત્ર પ્રગતિ થઈ. અગાઉ વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા કરવામાં આવેલી શોધોને ધ્યાનમાં લેતા, માઇક્રોવર્લ્ડનું સુસંગત ચિત્ર એકસાથે મૂકવું શક્ય હતું. દ્રવ્યના નાનામાં નાના કણોની સ્થિતિ અને વર્તણૂકનું વર્ણન કરતી થિયરીઓ ખૂબ જટિલ છે; તેઓ દ્રવ્યની વિવિધ એકંદર અવસ્થાઓની લાક્ષણિકતાઓને સમજવા માટે, મુખ્ય માળખાકીય કણોના નામ અને લાક્ષણિકતાઓ જે બનાવે છે તે જાણવું પૂરતું છે. વિવિધ પદાર્થો.

1. અણુઓ રાસાયણિક રીતે અવિભાજ્ય કણો છે. તેઓ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં સચવાય છે, પરંતુ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓમાં નાશ પામે છે. ધાતુઓ અને અણુ બંધારણના અન્ય ઘણા પદાર્થો સામાન્ય સ્થિતિમાં એકત્રીકરણની નક્કર સ્થિતિ ધરાવે છે.
2. પરમાણુઓ એ કણો છે જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં તૂટી જાય છે અને બને છે. ઓક્સિજન, પાણી, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, સલ્ફર. સામાન્ય સ્થિતિમાં ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ, કાર્બન, ઓક્સિજનની ભૌતિક સ્થિતિ વાયુયુક્ત હોય છે.
3. આયનો એ ચાર્જ થયેલ કણો છે જે અણુઓ અને પરમાણુઓ બને છે જ્યારે તેઓ ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે અથવા ગુમાવે છે - માઇક્રોસ્કોપિક નકારાત્મક ચાર્જ કણો. ઘણા ક્ષારોમાં આયનીય માળખું હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે ટેબલ મીઠું, આયર્ન સલ્ફેટ અને કોપર સલ્ફેટ.

એવા પદાર્થો છે જેના કણો અવકાશમાં ચોક્કસ રીતે સ્થિત છે. અણુઓ, આયનો અને પરમાણુઓની ક્રમબદ્ધ પરસ્પર સ્થિતિને સ્ફટિક જાળી કહેવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, આયનીય અને અણુ ક્રિસ્ટલ જાળીઓ પ્રવાહી અને વાયુઓ માટે ઘન, પરમાણુની લાક્ષણિકતા છે. ડાયમંડ તેની ઉચ્ચ કઠિનતા દ્વારા અલગ પડે છે. તેની અણુ સ્ફટિક જાળી કાર્બન અણુઓ દ્વારા રચાય છે. પરંતુ સોફ્ટ ગ્રેફાઇટમાં પણ આ રાસાયણિક તત્વના અણુઓ હોય છે. માત્ર તેઓ અવકાશમાં અલગ રીતે સ્થિત છે. સલ્ફરના એકત્રીકરણની સામાન્ય સ્થિતિ ઘન હોય છે, પરંતુ ઊંચા તાપમાને પદાર્થ પ્રવાહી અને આકારહીન સમૂહમાં ફેરવાય છે.

એકત્રીકરણની નક્કર સ્થિતિમાં પદાર્થો

સામાન્ય સ્થિતિમાં ઘન તેમના જથ્થા અને આકારને જાળવી રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, રેતીનો એક દાણો, ખાંડનો એક દાણો, મીઠું, ખડક અથવા ધાતુનો ટુકડો. જો તમે ખાંડને ગરમ કરો છો, તો પદાર્થ ઓગળવા લાગે છે, ચીકણું બ્રાઉન પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે. ચાલો ગરમ કરવાનું બંધ કરીએ અને આપણે ફરીથી ઘન મેળવીશું. આનો અર્થ એ છે કે ઘનનું પ્રવાહીમાં સંક્રમણ માટેની મુખ્ય સ્થિતિઓમાંની એક તેની ગરમી અથવા પદાર્થના કણોની આંતરિક ઊર્જામાં વધારો છે. મીઠાના એકત્રીકરણની નક્કર સ્થિતિ, જેનો ઉપયોગ ખોરાક માટે થાય છે, તે પણ બદલી શકાય છે. પરંતુ ટેબલ મીઠું ઓગળવા માટે, ખાંડને ગરમ કરતા કરતા વધારે તાપમાનની જરૂર પડે છે. હકીકત એ છે કે ખાંડમાં પરમાણુઓ હોય છે, અને ટેબલ મીઠું ચાર્જ આયનો ધરાવે છે જે એકબીજા પ્રત્યે વધુ મજબૂત રીતે આકર્ષાય છે. પ્રવાહી સ્વરૂપમાં ઘન તેમના આકારને જાળવી રાખતા નથી કારણ કે સ્ફટિક જાળીનો નાશ થાય છે.

ગલન પર મીઠાની પ્રવાહી એકંદર સ્થિતિ સ્ફટિકોમાંના આયનો વચ્ચેના બંધન તૂટવા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. ચાર્જ કરેલા કણો જે વિદ્યુત ચાર્જ વહન કરી શકે છે તે છોડવામાં આવે છે. પીગળેલા ક્ષાર વીજળીનું સંચાલન કરે છે અને વાહક છે. રાસાયણિક, ધાતુશાસ્ત્ર અને ઇજનેરી ઉદ્યોગોમાં, ઘન પદાર્થોને પ્રવાહીમાં રૂપાંતરિત કરીને નવા સંયોજનો ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે અથવા તેને વિવિધ સ્વરૂપો આપે છે. મેટલ એલોય વ્યાપક બની ગયા છે. તેમને મેળવવાની ઘણી રીતો છે, જે નક્કર કાચા માલના એકત્રીકરણની સ્થિતિમાં ફેરફારો સાથે સંકળાયેલ છે.

પ્રવાહી એ એકત્રીકરણની મૂળભૂત સ્થિતિઓમાંની એક છે

જો તમે ગોળાકાર તળિયાવાળા ફ્લાસ્કમાં 50 મિલી પાણી રેડશો, તો તમે જોશો કે પદાર્થ તરત જ રાસાયણિક પાત્રનો આકાર લેશે. પરંતુ જલદી આપણે ફ્લાસ્કમાંથી પાણી રેડીએ છીએ, પ્રવાહી તરત જ ટેબલની સપાટી પર ફેલાશે. પાણીનું પ્રમાણ સમાન રહેશે - 50 મિલી, પરંતુ તેનો આકાર બદલાશે. સૂચિબદ્ધ લક્ષણો પદાર્થના અસ્તિત્વના પ્રવાહી સ્વરૂપની લાક્ષણિકતા છે. ઘણા કાર્બનિક પદાર્થો પ્રવાહી છે: આલ્કોહોલ, વનસ્પતિ તેલ, એસિડ.

દૂધ એક પ્રવાહી મિશ્રણ છે, એટલે કે ચરબીના ટીપાં ધરાવતું પ્રવાહી. એક ઉપયોગી પ્રવાહી સ્ત્રોત તેલ છે. તે જમીન અને સમુદ્રમાં ડ્રિલિંગ રીગનો ઉપયોગ કરીને કુવાઓમાંથી કાઢવામાં આવે છે. સમુદ્રનું પાણી પણ ઉદ્યોગ માટે કાચો માલ છે. નદીઓ અને તળાવોના તાજા પાણીથી તેનો તફાવત ઓગળેલા પદાર્થોની સામગ્રીમાં રહેલો છે, મુખ્યત્વે ક્ષાર. જ્યારે જળાશયોની સપાટી પરથી બાષ્પીભવન થાય છે, ત્યારે માત્ર H 2 O અણુઓ વરાળની સ્થિતિમાં જાય છે, ઓગળેલા પદાર્થો રહે છે. સમુદ્રના પાણીમાંથી ઉપયોગી પદાર્થો મેળવવા માટેની પદ્ધતિઓ અને તેના શુદ્ધિકરણ માટેની પદ્ધતિઓ આ મિલકત પર આધારિત છે.

જ્યારે ક્ષાર સંપૂર્ણપણે દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે નિસ્યંદિત પાણી મેળવવામાં આવે છે. તે 100°C પર ઉકળે છે અને 0°C પર થીજી જાય છે. બ્રિન્સ ઉકળે છે અને અન્ય તાપમાને બરફમાં ફેરવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આર્કટિક મહાસાગરમાં પાણી 2 °C ના સપાટીના તાપમાને થીજી જાય છે.

સામાન્ય સ્થિતિમાં પારાની ભૌતિક સ્થિતિ પ્રવાહી છે. આ ચાંદી-ગ્રે ધાતુનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે તબીબી થર્મોમીટર ભરવા માટે થાય છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે પારાનો સ્તંભ સ્કેલ પર વધે છે અને પદાર્થ વિસ્તરે છે. શા માટે આલ્કોહોલને લાલ રંગથી રંગવામાં આવે છે, અને પારો નહીં? આ પ્રવાહી ધાતુના ગુણધર્મો દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. 30-ડિગ્રી હિમવર્ષામાં, પારાના એકત્રીકરણની સ્થિતિ બદલાય છે, પદાર્થ નક્કર બને છે.

જો તબીબી થર્મોમીટર તૂટી જાય છે અને પારો બહાર નીકળી જાય છે, તો પછી તમારા હાથથી ચાંદીના દડા એકત્રિત કરવા જોખમી છે. પારાના વરાળને શ્વાસમાં લેવા માટે તે હાનિકારક છે; આ પદાર્થ ખૂબ જ ઝેરી છે. આવા કિસ્સાઓમાં, બાળકોને મદદ માટે તેમના માતાપિતા અને પુખ્ત વયના લોકો તરફ વળવાની જરૂર છે.

વાયુયુક્ત અવસ્થા

વાયુઓ તેમના કદ અથવા આકારને જાળવી રાખવામાં અસમર્થ છે. ચાલો ફ્લાસ્કને ઓક્સિજનથી ટોચ પર ભરીએ (તેનું રાસાયણિક સૂત્ર O2 છે). જલદી આપણે ફ્લાસ્ક ખોલીએ છીએ, પદાર્થના અણુઓ ઓરડામાં હવા સાથે ભળવાનું શરૂ કરશે. આ બ્રાઉનિયન ગતિને કારણે થાય છે. પ્રાચીન ગ્રીક વૈજ્ઞાનિક ડેમોક્રિટસ પણ માનતા હતા કે પદાર્થના કણો સતત ગતિમાં હોય છે. ઘન પદાર્થોમાં, સામાન્ય સ્થિતિમાં, અણુઓ, પરમાણુઓ અને આયનોને સ્ફટિક જાળી છોડવાની અથવા અન્ય કણો સાથેના બંધનમાંથી મુક્ત થવાની તક હોતી નથી. આ ત્યારે જ શક્ય છે જ્યારે મોટી માત્રામાં ઉર્જા બહારથી પૂરી પાડવામાં આવે.

પ્રવાહીમાં, કણો વચ્ચેનું અંતર ઘન પદાર્થો કરતાં થોડું વધારે હોય છે; તેમને આંતરપરમાણુ બંધન તોડવા માટે ઓછી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ગેસનું તાપમાન −183 °C સુધી ઘટે ત્યારે જ ઓક્સિજનની પ્રવાહી સ્થિતિ જોવા મળે છે. −223 °C પર, O 2 પરમાણુ ઘન બનાવે છે. જ્યારે તાપમાન આ મૂલ્યોથી ઉપર વધે છે, ત્યારે ઓક્સિજન ગેસમાં ફેરવાય છે. તે આ સ્વરૂપમાં છે કે તે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં જોવા મળે છે. ઔદ્યોગિક સાહસો વાતાવરણીય હવાને અલગ કરવા અને તેમાંથી નાઇટ્રોજન અને ઓક્સિજન મેળવવા માટે વિશેષ સ્થાપનોનું સંચાલન કરે છે. પ્રથમ, હવાને ઠંડુ અને લિક્વિફાઇડ કરવામાં આવે છે, અને પછી તાપમાનમાં ધીમે ધીમે વધારો થાય છે. નાઈટ્રોજન અને ઓક્સિજન વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં વાયુઓમાં ફેરવાય છે.

પૃથ્વીના વાતાવરણમાં 21% ઓક્સિજન અને 78% નાઇટ્રોજન છે. આ પદાર્થો ગ્રહના ગેસિયસ શેલમાં પ્રવાહી સ્વરૂપમાં જોવા મળતા નથી. લિક્વિડ ઓક્સિજન આછો વાદળી રંગનો હોય છે અને તેનો ઉપયોગ તબીબી સેટિંગ્સમાં ઉપયોગ માટે ઉચ્ચ દબાણ પર સિલિન્ડર ભરવા માટે થાય છે. ઉદ્યોગ અને બાંધકામમાં, ઘણી પ્રક્રિયાઓ હાથ ધરવા માટે લિક્વિફાઇડ ગેસની જરૂર પડે છે. ગેસ વેલ્ડીંગ અને ધાતુઓને કાપવા માટે અને રસાયણશાસ્ત્રમાં અકાર્બનિક અને કાર્બનિક પદાર્થોની ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ માટે ઓક્સિજનની જરૂર પડે છે. જો તમે ઓક્સિજન સિલિન્ડરનો વાલ્વ ખોલો છો, તો દબાણ ઘટે છે અને પ્રવાહી ગેસમાં ફેરવાય છે.

લિક્વિફાઇડ પ્રોપેન, મિથેન અને બ્યુટેનનો ઉપયોગ ઊર્જા, પરિવહન, ઉદ્યોગ અને ઘરગથ્થુ પ્રવૃત્તિઓમાં વ્યાપકપણે થાય છે. આ પદાર્થો કુદરતી ગેસમાંથી અથવા પેટ્રોલિયમ ફીડસ્ટોકના ક્રેકીંગ (વિભાજન) દરમિયાન મેળવવામાં આવે છે. કાર્બન પ્રવાહી અને વાયુ મિશ્રણ ઘણા દેશોની અર્થવ્યવસ્થામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પરંતુ તેલ અને કુદરતી ગેસનો ભંડાર ખૂબ જ ઓછો થઈ ગયો છે. વૈજ્ઞાનિકોના મતે આ કાચો માલ 100-120 વર્ષ સુધી ચાલશે. ઊર્જાનો વૈકલ્પિક સ્ત્રોત હવાનો પ્રવાહ (પવન) છે. સમુદ્ર અને મહાસાગરોના કિનારે ઝડપથી વહેતી નદીઓ અને ભરતીનો ઉપયોગ પાવર પ્લાન્ટ ચલાવવા માટે થાય છે.

ઓક્સિજન, અન્ય વાયુઓની જેમ, એકત્રીકરણની ચોથી સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે, જે પ્લાઝમાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ઘનથી વાયુ અવસ્થામાં અસામાન્ય સંક્રમણ એ સ્ફટિકીય આયોડિનની લાક્ષણિકતા છે. ઘાટો જાંબલી પદાર્થ ઉત્કૃષ્ટતામાંથી પસાર થાય છે - તે પ્રવાહી સ્થિતિને બાયપાસ કરીને ગેસમાં ફેરવાય છે.

પદાર્થના એકંદર સ્વરૂપમાંથી બીજામાં સંક્રમણ કેવી રીતે થાય છે?

પદાર્થોની એકંદર સ્થિતિમાં ફેરફારો રાસાયણિક પરિવર્તન સાથે સંકળાયેલા નથી, આ ભૌતિક ઘટના છે. જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ તેમ ઘણા ઘન પદાર્થો ઓગળે છે અને પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે. તાપમાનમાં વધુ વધારો બાષ્પીભવન તરફ દોરી શકે છે, એટલે કે, પદાર્થની વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં. પ્રકૃતિ અને અર્થતંત્રમાં, આવા સંક્રમણો પૃથ્વી પરના મુખ્ય પદાર્થોમાંના એકની લાક્ષણિકતા છે. બરફ, પ્રવાહી, વરાળ એ વિવિધ બાહ્ય પરિસ્થિતિઓમાં પાણીની સ્થિતિ છે. સંયોજન સમાન છે, તેનું સૂત્ર H 2 O છે. 0 ° સે તાપમાને અને આ મૂલ્યથી નીચે, પાણી સ્ફટિકીકરણ કરે છે, એટલે કે, બરફમાં ફેરવાય છે. જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, પરિણામી સ્ફટિકો નાશ પામે છે - બરફ પીગળે છે, અને પ્રવાહી પાણી ફરીથી મેળવવામાં આવે છે. જ્યારે તે ગરમ થાય છે, ત્યારે બાષ્પીભવન થાય છે - પાણીનું ગેસમાં રૂપાંતર - નીચા તાપમાને પણ. ઉદાહરણ તરીકે, સ્થિર ખાબોચિયા ધીમે ધીમે અદૃશ્ય થઈ જાય છે કારણ કે પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે. હિમવર્ષાવાળા હવામાનમાં પણ, ભીની લોન્ડ્રી સુકાઈ જાય છે, પરંતુ આ પ્રક્રિયા ગરમ દિવસ કરતાં વધુ સમય લે છે.

એક રાજ્યમાંથી બીજા રાજ્યમાં પાણીના તમામ સૂચિબદ્ધ સંક્રમણો પૃથ્વીની પ્રકૃતિ માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે. વાતાવરણીય ઘટનાઓ, આબોહવા અને હવામાન વિશ્વ મહાસાગરની સપાટી પરથી પાણીના બાષ્પીભવન, વાદળો અને ધુમ્મસના સ્વરૂપમાં ભેજનું જમીનમાં સ્થાનાંતરણ અને વરસાદ (વરસાદ, બરફ, કરા) સાથે સંકળાયેલા છે. આ ઘટનાઓ પ્રકૃતિમાં વિશ્વ જળ ચક્રનો આધાર બનાવે છે.

સલ્ફરની એકંદર સ્થિતિ કેવી રીતે બદલાય છે?

સામાન્ય સ્થિતિમાં, સલ્ફર તેજસ્વી ચળકતા સ્ફટિકો અથવા આછો પીળો પાવડર છે, એટલે કે તે ઘન પદાર્થ છે. જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે સલ્ફરની ભૌતિક સ્થિતિ બદલાય છે. પ્રથમ, જ્યારે તાપમાન 190 °C સુધી વધે છે, ત્યારે પીળો પદાર્થ પીગળી જાય છે, મોબાઇલ પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે.

જો તમે ઝડપથી પ્રવાહી સલ્ફરને ઠંડા પાણીમાં રેડો છો, તો તમને બ્રાઉન આકારહીન માસ મળે છે. સલ્ફર ઓગળવાની વધુ ગરમી સાથે, તે વધુને વધુ ચીકણું અને ઘાટા બને છે. 300 °C થી ઉપરના તાપમાને, સલ્ફરની એકત્રીકરણની સ્થિતિ ફરીથી બદલાય છે, પદાર્થ પ્રવાહીના ગુણધર્મો મેળવે છે અને મોબાઇલ બની જાય છે. આ સંક્રમણો તત્વના અણુઓની વિવિધ લંબાઈની સાંકળો બનાવવાની ક્ષમતાને કારણે થાય છે.

શા માટે પદાર્થો વિવિધ ભૌતિક અવસ્થામાં હોઈ શકે છે?

સલ્ફરની એકત્રીકરણની સ્થિતિ, એક સરળ પદાર્થ, સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઘન હોય છે. સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ એક ગેસ છે, સલ્ફ્યુરિક એસિડ પાણી કરતાં ભારે તેલયુક્ત પ્રવાહી છે. હાઇડ્રોક્લોરિક અને નાઇટ્રિક એસિડથી વિપરીત, તે અસ્થિર નથી; અણુઓ તેની સપાટી પરથી બાષ્પીભવન કરતા નથી. પ્લાસ્ટિક સલ્ફરમાં એકત્રીકરણની કઈ સ્થિતિ હોય છે, જે સ્ફટિકોને ગરમ કરીને મેળવવામાં આવે છે?

તેના આકારહીન સ્વરૂપમાં, પદાર્થમાં નજીવી પ્રવાહીતા સાથે, પ્રવાહીની રચના હોય છે. પરંતુ પ્લાસ્ટિક સલ્ફર વારાફરતી તેના આકારને જાળવી રાખે છે (ઘન તરીકે). ત્યાં પ્રવાહી સ્ફટિકો છે જે ઘન પદાર્થોની સંખ્યાબંધ લાક્ષણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. આમ, વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં પદાર્થની સ્થિતિ તેની પ્રકૃતિ, તાપમાન, દબાણ અને અન્ય બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ પર આધારિત છે.

ઘન પદાર્થોની રચનામાં કયા લક્ષણો અસ્તિત્વમાં છે?

પદાર્થની મૂળભૂત એકંદર અવસ્થાઓ વચ્ચેના હાલના તફાવતો અણુઓ, આયનો અને પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પદાર્થની નક્કર સ્થિતિ શા માટે શરીરની વોલ્યુમ અને આકાર જાળવી રાખવાની ક્ષમતા તરફ દોરી જાય છે? ધાતુ અથવા મીઠાની સ્ફટિક જાળીમાં, માળખાકીય કણો એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે. ધાતુઓમાં, હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ આયનો "ઇલેક્ટ્રોન ગેસ" તરીકે ઓળખાતા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે ધાતુના ટુકડામાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનનો સંગ્રહ છે. મીઠાના સ્ફટિકો વિરોધી ચાર્જ કણો - આયનોના આકર્ષણને કારણે ઉદ્ભવે છે. ઘન પદાર્થોના ઉપરોક્ત માળખાકીય એકમો વચ્ચેનું અંતર કણોના કદ કરતાં ઘણું નાનું છે. આ કિસ્સામાં, ઇલેકટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષણ કાર્ય કરે છે, તે શક્તિ આપે છે, પરંતુ પ્રતિકૂળ એટલું મજબૂત નથી.

પદાર્થના એકત્રીકરણની નક્કર સ્થિતિને નષ્ટ કરવા માટે, પ્રયત્નો કરવા જોઈએ. ધાતુઓ, ક્ષારો અને અણુ સ્ફટિકો ખૂબ ઊંચા તાપમાને ઓગળે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આયર્ન 1538 °C થી વધુ તાપમાને પ્રવાહી બની જાય છે. ટંગસ્ટન રીફ્રેક્ટરી છે અને તેનો ઉપયોગ લાઇટ બલ્બ માટે અગ્નિથી પ્રકાશિત ફિલામેન્ટ બનાવવા માટે થાય છે. એવા એલોય છે જે 3000 °C થી વધુ તાપમાને પ્રવાહી બની જાય છે. પૃથ્વી પરના ઘણા લોકો નક્કર સ્થિતિમાં છે. આ કાચો માલ ખાણો અને ખાણોમાં ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને કાઢવામાં આવે છે.

સ્ફટિકમાંથી એક આયનને પણ અલગ કરવા માટે, મોટી માત્રામાં ઉર્જાનો વ્યય થવો જોઈએ. પરંતુ સ્ફટિક જાળીના વિઘટન માટે પાણીમાં મીઠું ઓગળવું તે પૂરતું છે! આ ઘટનાને ધ્રુવીય દ્રાવક તરીકે પાણીના અદ્ભુત ગુણધર્મો દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. H 2 O પરમાણુઓ મીઠાના આયનો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેમની વચ્ચેના રાસાયણિક બંધનનો નાશ કરે છે. આમ, વિસર્જન એ વિવિધ પદાર્થોનું સરળ મિશ્રણ નથી, પરંતુ તેમની વચ્ચે ભૌતિક રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે.

પ્રવાહી પરમાણુઓ કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે?

પાણી પ્રવાહી, ઘન અને વાયુ (વરાળ) હોઈ શકે છે. આ સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં એકત્રીકરણની તેની મૂળભૂત સ્થિતિઓ છે. પાણીના અણુઓમાં એક ઓક્સિજન અણુ હોય છે જેની સાથે બે હાઇડ્રોજન અણુ જોડાયેલા હોય છે. પરમાણુમાં રાસાયણિક બંધનનું ધ્રુવીકરણ થાય છે, અને ઓક્સિજન પરમાણુ પર આંશિક નકારાત્મક ચાર્જ દેખાય છે. હાઇડ્રોજન અણુમાં હકારાત્મક ધ્રુવ બની જાય છે, જે અન્ય પરમાણુના ઓક્સિજન અણુ દ્વારા આકર્ષાય છે. આને "હાઇડ્રોજન બંધન" કહેવામાં આવે છે.

એકત્રીકરણની પ્રવાહી સ્થિતિ તેમના કદ સાથે તુલનાત્મક માળખાકીય કણો વચ્ચેના અંતર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આકર્ષણ અસ્તિત્વમાં છે, પરંતુ તે નબળું છે, તેથી પાણી તેનો આકાર જાળવી શકતું નથી. ઓરડાના તાપમાને પણ પ્રવાહીની સપાટી પર થતા બોન્ડના વિનાશને કારણે બાષ્પીભવન થાય છે.

શું વાયુઓમાં આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અસ્તિત્વમાં છે?

પદાર્થની વાયુની સ્થિતિ પ્રવાહી અને ઘનથી સંખ્યાબંધ પરિમાણોમાં અલગ પડે છે. વાયુઓના માળખાકીય કણો વચ્ચે મોટા અંતર હોય છે, જે પરમાણુના કદ કરતા ઘણા મોટા હોય છે. આ કિસ્સામાં, આકર્ષણના દળો બિલકુલ કાર્ય કરતા નથી. એકત્રીકરણની વાયુયુક્ત સ્થિતિ હવામાં હાજર પદાર્થોની લાક્ષણિકતા છે: નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ. નીચેના ચિત્રમાં, પ્રથમ ક્યુબ ગેસથી ભરેલું છે, બીજું પ્રવાહીથી અને ત્રીજું ઘન સાથે.

ઘણા પ્રવાહી અસ્થિર હોય છે; પદાર્થના પરમાણુઓ તેમની સપાટી પરથી તૂટી જાય છે અને હવામાં જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડની ખુલ્લી બોટલ ખોલવા માટે એમોનિયામાં ડૂબેલા કપાસના સ્વેબને લાવશો, તો સફેદ ધુમાડો દેખાય છે. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ અને એમોનિયા વચ્ચેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા હવામાં જ થાય છે, જે એમોનિયમ ક્લોરાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પદાર્થ એકત્રીકરણની કઈ સ્થિતિમાં છે? તેના કણો જે સફેદ ધુમાડો બનાવે છે તે મીઠાના નાના ઘન સ્ફટિકો છે. આ પ્રયોગ હૂડ હેઠળ થવો જોઈએ; પદાર્થો ઝેરી છે.

નિષ્કર્ષ

ઘણા ઉત્કૃષ્ટ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અને રસાયણશાસ્ત્રીઓ દ્વારા ગેસના એકત્રીકરણની સ્થિતિનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો: એવોગાડ્રો, બોયલ, ગે-લુસાક, ક્લેપેરોન, મેન્ડેલીવ, લે ચેટેલિયર. વૈજ્ઞાનિકોએ કાયદાઓ ઘડ્યા છે જે જ્યારે બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ બદલાય છે ત્યારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં વાયુયુક્ત પદાર્થોના વર્તનને સમજાવે છે. ભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્ર પરના શાળા અને યુનિવર્સિટીના પાઠ્યપુસ્તકોમાં ઓપન પેટર્નનો સમાવેશ કરવામાં આવ્યો ન હતો. ઘણા રાસાયણિક ઉદ્યોગો એકત્રીકરણના વિવિધ રાજ્યોમાં પદાર્થોના વર્તન અને ગુણધર્મો વિશેના જ્ઞાન પર આધારિત છે.

લેક્ચર 4. પદાર્થની એકંદર સ્થિતિ

1. પદાર્થની નક્કર સ્થિતિ.

2. પદાર્થની પ્રવાહી સ્થિતિ.

3. પદાર્થની વાયુયુક્ત સ્થિતિ.

પદાર્થો એકત્રીકરણની ત્રણ સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે: ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ. ખૂબ ઊંચા તાપમાને, એક પ્રકારની વાયુયુક્ત સ્થિતિ દેખાય છે - પ્લાઝ્મા (પ્લાઝમા રાજ્ય).

1. પદાર્થની નક્કર સ્થિતિ એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઊર્જા તેમની હિલચાલની ગતિ ઊર્જા કરતાં વધારે છે. ઘન અવસ્થામાં મોટાભાગના પદાર્થો સ્ફટિકીય માળખું ધરાવે છે. દરેક પદાર્થ ચોક્કસ આકારના સ્ફટિકો બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ ક્લોરાઇડમાં ક્યુબ્સના રૂપમાં સ્ફટિકો, ઓક્ટાહેડ્રોનના રૂપમાં ફટકડી અને પ્રિઝમના રૂપમાં સોડિયમ નાઈટ્રેટ હોય છે.

પદાર્થનું સ્ફટિકીય સ્વરૂપ સૌથી સ્થિર છે. ઘન માં કણોની ગોઠવણી જાળીના રૂપમાં દર્શાવવામાં આવી છે, જેની ગાંઠો પર કાલ્પનિક રેખાઓ દ્વારા અમુક ચોક્કસ કણો જોડાયેલા છે. સ્ફટિક જાળીના ચાર મુખ્ય પ્રકાર છે: અણુ, પરમાણુ, આયનીય અને ધાતુ.

અણુ સ્ફટિક જાળીસહસંયોજક બોન્ડ્સ (હીરા, ગ્રેફાઇટ, સિલિકોન) દ્વારા જોડાયેલા તટસ્થ અણુઓ દ્વારા રચાય છે. મોલેક્યુલર ક્રિસ્ટલ જાળીનેપ્થાલિન, સુક્રોઝ, ગ્લુકોઝ હોય છે. આ જાળીના માળખાકીય તત્વો ધ્રુવીય અને બિનધ્રુવીય અણુઓ છે. આયોનિક સ્ફટિક જાળીસકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા આયનો (સોડિયમ ક્લોરાઇડ, પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ) દ્વારા અવકાશમાં નિયમિતપણે બદલાતા રહે છે. બધી ધાતુઓમાં ધાતુની સ્ફટિક જાળી હોય છે. તેના ગાંઠોમાં હકારાત્મક ચાર્જ આયનો હોય છે, જેની વચ્ચે મુક્ત સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

સ્ફટિકીય પદાર્થોમાં સંખ્યાબંધ લક્ષણો છે. તેમાંથી એક એનિસોટ્રોપી છે - ક્રિસ્ટલની અંદર જુદી જુદી દિશામાં ક્રિસ્ટલના ભૌતિક ગુણધર્મોની અસમાનતા.

2. દ્રવ્યની પ્રવાહી સ્થિતિમાં, કણોની આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઊર્જા તેમની હિલચાલની ગતિ ઊર્જા સાથે સુસંગત હોય છે. આ સ્થિતિ વાયુ અને સ્ફટિકીય વચ્ચેની મધ્યસ્થ છે. વાયુઓથી વિપરીત, પ્રવાહી પરમાણુઓ વચ્ચે પરસ્પર આકર્ષણના મોટા દળો કાર્ય કરે છે, જે પરમાણુ ગતિની પ્રકૃતિ નક્કી કરે છે. પ્રવાહી પરમાણુની થર્મલ ગતિમાં વાઇબ્રેશનલ અને ટ્રાન્સલેશનલનો સમાવેશ થાય છે. દરેક પરમાણુ અમુક સમય માટે ચોક્કસ સંતુલન બિંદુની આસપાસ ફરે છે, અને પછી ખસે છે અને ફરીથી સંતુલન સ્થાન લે છે. આ તેની પ્રવાહીતા નક્કી કરે છે. આંતરપરમાણુ આકર્ષણના દળો જ્યારે પરમાણુઓને એકબીજાથી દૂર જતા અટકાવે છે.

પ્રવાહીના ગુણધર્મો પરમાણુઓની માત્રા અને તેમની સપાટીના આકાર પર પણ આધાર રાખે છે. જો પ્રવાહીના પરમાણુઓ ધ્રુવીય હોય, તો પછી તેઓ એક જટિલ સંકુલમાં જોડાય છે. આવા પ્રવાહીને સંકળાયેલ (પાણી, એસીટોન, આલ્કોહોલ) કહેવામાં આવે છે. Οʜᴎમાં ઉચ્ચ ટી કીપ હોય છે, નીચી વોલેટિલિટી હોય છે અને ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ હોય છે.

જેમ તમે જાણો છો, પ્રવાહીમાં સપાટી તણાવ હોય છે. પૃષ્ઠતાણ- એકમ સપાટી દીઠ ϶ᴛᴏ સપાટી ઊર્જા: ϭ = E/S, જ્યાં ϭ એ સપાટીનું તાણ છે; ઇ - સપાટી ઊર્જા; S - સપાટી વિસ્તાર. પ્રવાહીમાં આંતરમોલેક્યુલર બોન્ડ જેટલા મજબૂત હોય છે, તેની સપાટીનું તાણ વધારે હોય છે. સપાટીના તાણને ઘટાડતા પદાર્થોને સર્ફેક્ટન્ટ્સ કહેવામાં આવે છે.

પ્રવાહીની બીજી મિલકત સ્નિગ્ધતા છે. સ્નિગ્ધતા એ પ્રતિકાર છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રવાહીના કેટલાક સ્તરો અન્યની તુલનામાં ખસે છે જ્યારે તે ખસે છે. કેટલાક પ્રવાહીમાં ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા (મધ, માલા) હોય છે, જ્યારે અન્યમાં ઓછી સ્નિગ્ધતા (પાણી, ઇથિલ આલ્કોહોલ) હોય છે.

3. પદાર્થની વાયુ અવસ્થામાં, કણોની આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ઊર્જા તેમની ગતિ ઊર્જા કરતાં ઓછી હોય છે. આ કારણોસર, ગેસના અણુઓ એકસાથે રાખવામાં આવતા નથી, પરંતુ વોલ્યુમમાં મુક્તપણે ફરે છે. વાયુઓ નીચેના ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: 1) જહાજના સમગ્ર વોલ્યુમમાં એકસમાન વિતરણ જેમાં તેઓ સ્થિત છે; 2) પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોની તુલનામાં ઓછી ઘનતા; 3) સરળ સંકોચનક્ષમતા.

ગેસમાં, પરમાણુઓ એકબીજાથી ખૂબ મોટા અંતરે સ્થિત હોય છે, તેમની વચ્ચેના આકર્ષણના દળો નાના હોય છે. પરમાણુઓ વચ્ચેના મોટા અંતર પર, આ દળો વ્યવહારીક રીતે ગેરહાજર છે. આ સ્થિતિમાં ગેસને સામાન્ય રીતે આદર્શ કહેવામાં આવે છે. ઉચ્ચ દબાણ અને નીચા તાપમાને વાસ્તવિક વાયુઓ આદર્શ વાયુની સ્થિતિ (મેન્ડેલીવ-ક્લેપેરોન સમીકરણ) ના સમીકરણનું પાલન કરતા નથી, કારણ કે આ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ પરમાણુઓ વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો દેખાવાનું શરૂ કરે છે.