পদার্থের অবস্থার পরিবর্তনে তাপের প্রভাব

তাপ পদার্থের অণুগুলোর গতি এবং তাদের পারস্পরিক অবস্থান বদলাতে পারে। ফলে তাপ দেওয়ায় শুধু তাপমাত্রা বাড়ে না, পদার্থের অবস্থাও পরিবর্তিত হতে পারে। কঠিনের অণুগুলো নির্দিষ্ট অবস্থানের চারপাশে কম্পন করে; তরলে তারা একে অন্যের পাশ দিয়ে চলে এবং গ্যাসে আরও স্বাধীনভাবে ছোটাছুটি করে।

নির্দিষ্ট চাপে একটি বিশুদ্ধ কঠিনকে ধীরে ধীরে তাপ দিলে পরিবর্তনের ধারাটি এভাবে বোঝা যায়:

• প্রথমে অণুর কম্পন বাড়ে এবং কঠিনের তাপমাত্রা বাড়তে থাকে।
• গলনাঙ্কে, অর্থাৎ যে তাপমাত্রায় কঠিন গলতে শুরু করে, পৌঁছালে কঠিন থেকে তরল হওয়ার প্রক্রিয়া শুরু হয়।
• গলন চলাকালে কঠিন ও তরল একসঙ্গে থাকে। তখন দেওয়া তাপ আন্তঃআণবিক বন্ধন শিথিল করতে ব্যয় হয়, তাই মিশ্রণের তাপমাত্রা বাড়ে না।
• পুরো কঠিন তরল হওয়ার পর আরও তাপ দিলে তরলের অণুর গতি ও তাপমাত্রা বাড়তে থাকে।
• স্ফুটনাঙ্কে, অর্থাৎ যে তাপমাত্রায় তরল ফুটতে শুরু করে, পৌঁছালে তরল দ্রুত বাষ্পে রূপান্তরিত হয়। এ সময়ও সম্পূর্ণ তরল বাষ্প না হওয়া পর্যন্ত তাপমাত্রা স্থির থাকে।
• সব তরল গ্যাসে পরিণত হওয়ার পর আরও তাপ দিলে গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়ে।

অবস্থা পরিবর্তনে ব্যবহৃত, কিন্তু তাপমাত্রা না বাড়ানো এই তাপকে সুপ্ততাপ বলে। এটি গ্রহণের সময় অণুগুলো পারস্পরিক আকর্ষণ কাটিয়ে নতুন অবস্থায় যায়। তাই থার্মোমিটারের পাঠ স্থির থাকা মানে তাপ গ্রহণ বন্ধ থাকা নয়।

বাড়ির ফ্রিজের বরফ নিয়ে গরম করার কথা ভাবো। স্বাভাবিক চাপে বরফ গলার সময় বরফ-পানির মিশ্রণ $0^\circ\mathrm{C}$-এ থাকে। গলন শেষ হলে পানি গরম হয়। পানি ফুটতে থাকলে তার তাপমাত্রা $100^\circ\mathrm{C}$-এ স্থির থাকে। এগুলো পৃথক পর্যায়; গলতে থাকা বরফ সরাসরি ফুটন্ত পানি হয়ে যায় না।

তাপমাত্রা-সময় লেখচিত্রে সময় অনুভূমিক অক্ষে এবং তাপমাত্রা উল্লম্ব অক্ষে বসালে গলন ও স্ফুটনের পর্যায় দুটি অনুভূমিক অংশ হয়। মাঝখানে তরল গরম হওয়ার অংশ ঊর্ধ্বমুখী থাকে।

তাপ সরিয়ে নিলে বিপরীত পরিবর্তনও ঘটে। গ্যাস থেকে তরল হওয়া ঘনীভবন, আর তরল থেকে কঠিন হওয়া কঠিনীভবন। সাধারণ ভুল হলো বেশি তাপ দিলেই গলতে থাকা মিশ্রণের তাপমাত্রা বাড়বে ভাবা।

মনে রাখো: নির্দিষ্ট চাপে গলন বা স্ফুটন চলাকালে তাপ পদার্থের অবস্থা বদলায়, তাপমাত্রা বাড়ায় না।