हिमीकरण किसे कहते है |himikaran kise kahate hain
वह प्रक्रिया जिसमें कोई पदार्थ द्रव अवस्था से ठोस अवस्था में परिवर्तित होता है, हिमीकरण कहलाता है। इसका सबसे बेहतरीन उदाहरण है पानी जो की काम तापमान होने पर बर्फ में परिवर्तित हो जाता है | ज्यादातर सभी द्रव तापमान कम हों पर रूप परिवर्तित कर लेते है | केवल हीलियम ही एक ऐसा पदार्थ है जिसमें यह गुण नहीं पाया जाता है इसके अलावा यह गुण अन्य सभी प्रकार के पदार्थों में पाया जाता है। यदि सामान्य भाषा में किसी द्रव के ठोस में जमने की प्रक्रिया को हिमीकरण कहते हैं।
अब चलिए यह देखते है की कोई द्रव ठोस अवस्था में कैसे बदलता है?
जब किसी द्रव का तापमान कम हो जाता है, तो उसके कणों की गतिज ऊर्जा ( kinetic energy ) कम होने लगती है और एक निश्चित तापमान पर या उससे नीचे इन कणों के बीच अंतर-आणविक आकर्षण बल (intermolecular attraction force )मजबूत हो जाते हैं। इस कारण द्रव ठोस में परिवर्तित होने लगता है। किसी द्रव को ठोस में बदलने की प्रक्रिया हिमीकरण (freezing ) कहलाती है। किसी भी वस्तु के जमने के लिए यह जरूरी है की उसका तापमान एक हिमांक बिंदु से कम हो |
हिमांक बिंदु किसे कहते हैं? | himikaran bindu kise kahate hain
हिमांक : वह ताप जिस पर कोई ठोस वस्तु द्रव अवस्था में बदल जाती है या द्रव जमने लगता है हिमांक कहलाता है। उदाहरण: पानी का हिमांक शून्य डिग्री सेल्सियस होता है | और उससे नीचे के तापमान पर पानी जमने लगता है यानी पानी से बर्फ में बदलने लगता है।
आणविक स्तर पर हिमीकरण का क्या मतलब है?
आणविक स्तर पर हिमीकरण से किसी पदार्थ में अणुओं की गतिज ऊर्जा में कमी आती है, जिससे वे धीमे हो जाते हैं और अंततः रुक जाते हैं। जब किसी पदार्थ को उसके हिमांक से नीचे ठंडा किया जाता है, तो अणु ऊर्जा खो देते हैं और एक अधिक व्यवस्थित व्यवस्था बनाने लगते हैं, आमतौर पर एक ठोस क्रिस्टल जाली।
जैसे-जैसे तापमान में गिरावट जारी रहती है, अणु अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ेंगे और अधिक कठोर संरचना बनाते हुए एक साथ अधिक कसकर पैक होंगे। ठंड की प्रक्रिया में इंटरमॉलिक्यूलर बॉन्ड्स का निर्माण भी शामिल हो सकता है, जैसे हाइड्रोजन बॉन्ड्स, जो क्रिस्टल जाली को और स्थिर करते हैं और बाहरी ताकतों के लिए पदार्थ के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।
आणविक स्तर पर जमना एक भौतिक परिवर्तन है, और इसे पदार्थ में ऊर्जा जोड़कर उलटा किया जा सकता है, आमतौर पर गर्मी के रूप में। जब किसी पदार्थ को उसके गलनांक से ऊपर गर्म किया जाता है, तो इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड टूट जाते हैं, और अणु अपनी गतिज ऊर्जा को पुनः प्राप्त कर लेते हैं, जिससे वे फिर से स्वतंत्र रूप से गति कर सकते हैं।
न्यूटोनियन भौतिकी में हिमीकरण की व्याख्या
हाँ, न्यूटोनियन भौतिकी में हिमीकरण की व्याख्या की जा सकती है। आणविक स्तर पर, हिमीकरण अणुओं की गतिज ऊर्जा और उनके बीच आकर्षक बलों के बीच संतुलन का परिणाम है। न्यूटन के गति के नियमों के अनुसार, एक अणु की गतिज ऊर्जा उसके द्रव्यमान और उसके वेग के वर्ग के समानुपाती होती है। जैसे ही किसी पदार्थ को ठंडा किया जाता है, उसके अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा कम हो जाती है, जिससे वे अधिक धीमी गति से और कम गति से चलते हैं।
उसी समय, अणुओं के बीच आकर्षक बल, जैसे कि वैन डेर वाल्स बल और हाइड्रोजन बांड, अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं क्योंकि अणु कम गतिज ऊर्जा के कारण एक साथ करीब आते हैं। ये बल अणुओं को अधिक व्यवस्थित और स्थिर व्यवस्था में खींचते हैं, जैसे कि क्रिस्टल जाली।
इस तरह, न्यूटोनियन भौतिकी समझा सकती है कि अणुओं की गतिज ऊर्जा और उनके बीच आकर्षक बलों के बीच संतुलन कैसे निर्धारित करता है कि कोई पदार्थ ठोस, तरल या गैस है या नहीं। जब आकर्षण बल अणुओं की गतिज ऊर्जा पर काबू पाने के लिए पर्याप्त मजबूत होते हैं, तो पदार्थ एक ठोस में जम जाएगा। इसके विपरीत, जब गतिज ऊर्जा आकर्षक बलों पर काबू पाने के लिए पर्याप्त मजबूत होती है, तो पदार्थ गैस में उबल जाएगा या वाष्पित हो जाएगा।
क्वांटम भौतिकी का प्रयोग करते हुए हिमीकरण को समझाइए
हिमीकरण को क्वांटम भौतिकी का उपयोग करके भी समझाया जा सकता है, जो परमाणु और आणविक स्तर पर कणों के व्यवहार की अधिक विस्तृत समझ प्रदान करता है। क्वांटम यांत्रिकी में, अणुओं जैसे कणों को तरंग कार्यों द्वारा वर्णित किया जाता है जो उनके संभाव्यता वितरण और व्यवहार को निर्धारित करते हैं।
कम तापमान पर, अणुओं की तरंग क्रियाएं अधिक विस्तारित हो जाती हैं, जिसमें संभावित स्थिति और संवेग की अधिक रेंज होती है। इसका मतलब यह है कि अणुओं के अंतरिक्ष की एक विस्तृत श्रृंखला पर कब्जा करने की संभावना अधिक होती है और उनका औसत वेग कम होता है, जिसके परिणामस्वरूप गतिज ऊर्जा में कमी आती है। जैसे-जैसे तापमान घटता जाता है, अणुओं के तरंग कार्य अधिक ओवरलैप होते हैं, जिससे एक अधिक व्यवस्थित और स्थिर व्यवस्था बनती है, जैसे कि क्रिस्टल जाली।
क्वांटम यांत्रिकी ठंड में अंतर-आणविक बलों, जैसे वैन डेर वाल्स बलों और हाइड्रोजन बांड की भूमिका की भी व्याख्या करता है। ये बल अणुओं के तरंग कार्यों के बीच परस्पर क्रियाओं का परिणाम हैं, जो या तो एक दूसरे को आकर्षित या पीछे हटा सकते हैं। कम तापमान पर, आकर्षक बल अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं और अणुओं को एक अधिक स्थिर व्यवस्था में एक साथ खींचते हैं।
इसके अतिरिक्त, क्वांटम यांत्रिकी “शून्य-बिंदु ऊर्जा” (“zero-point energy”) की अवधारणा की व्याख्या करती है, जो ऊर्जा की न्यूनतम मात्रा है जो एक अणु में पूर्ण शून्य तापमान पर भी होती है। यह ऊर्जा अनिश्चितता के सिद्धांत का परिणाम है, जो बताता है कि किसी कण की स्थिति और संवेग को एक साथ सटीक रूप से निर्धारित नहीं किया जा सकता है। नतीजतन, पूर्ण शून्य तापमान पर भी, अणुओं में अभी भी कुछ अवशिष्ट गति होती है, जो उनकी शून्य-बिंदु ऊर्जा में योगदान करती है।
संक्षेप में, क्वांटम यांत्रिकी कम तापमान पर कणों के व्यवहार की अधिक विस्तृत समझ प्रदान करती है, यह समझाते हुए कि कैसे अणुओं की तरंग क्रियाएं, अंतर-आणविक बल और शून्य-बिंदु ऊर्जा ठंड की प्रक्रिया में योगदान करती हैं।
