স্ফুটন ও বাষ্পায়ন

তরল থেকে বাষ্পে যাওয়ার দুটি পরিচিত প্রক্রিয়া হলো স্ফুটন ও বাষ্পায়ন। দুটিতেই তরলের অণু বায়বীয় অবস্থায় যায়, কিন্তু কোথায় এবং কোন তাপমাত্রায় পরিবর্তন ঘটে, তা এক নয়। খোলা হাঁড়িতে পানি ফোটা এবং বারান্দায় ভেজা কাপড় শুকানো পাশাপাশি ভাবলে পার্থক্যটি সহজে বোঝা যায়।

স্ফুটন হলো নির্দিষ্ট চাপে স্ফুটনাঙ্কে তরলের সর্বত্র দ্রুত বাষ্প তৈরি হওয়ার প্রক্রিয়া। তরলের ভেতরে বাষ্পের বুদবুদ তৈরি হয় এবং ওপরে উঠে আসে। এই প্রক্রিয়া চালিয়ে নিতে বাইরে থেকে তাপ সরবরাহ করতে হয়। দেওয়া তাপ তরলকে বাষ্পে রূপান্তর করে, তাই স্ফুটন চলাকালে তরলের তাপমাত্রা স্থির থাকে।

স্বাভাবিক চাপে হাঁড়ির পানি $100^\circ\mathrm{C}$-এ ফুটতে থাকে। চুলা থেকে তাপ আসা অব্যাহত থাকলেও পানি থাকা পর্যন্ত স্ফুটনের তাপমাত্রা একই থাকে। চাপ বদলালে এই স্ফুটনাঙ্কও বদলায়; তাই স্ফুটনের নির্দিষ্ট তাপমাত্রা বলতে নির্দিষ্ট চাপের কথাও বোঝায়।

বাষ্পায়ন হলো স্ফুটনাঙ্কে না পৌঁছেও যেকোনো তাপমাত্রায় তরলের মুক্ত পৃষ্ঠ থেকে ধীরে ধীরে বাষ্পে পরিণত হওয়ার প্রক্রিয়া। এতে তরলের ভেতরজুড়ে বাষ্পের বুদবুদ তৈরি হওয়া প্রয়োজন নেই। চুলায় না বসিয়েও ভেজা কাপড়ের পানি এভাবে বাতাসে চলে যায়।

অণুর মডেলে বাষ্পায়ন বোঝার জন্য মনে রাখো, সব অণুর শক্তি একই নয়। পৃষ্ঠের কোনো অণু যথেষ্ট শক্তি পেলে আশপাশের অণুর আকর্ষণ কাটিয়ে বেরিয়ে যেতে পারে। বাতাসের অণুগুলোও পৃষ্ঠে ক্রমাগত আঘাত করে; শক্তির আদান-প্রদানে কোনো কোনো অণু মুক্ত হওয়ার মতো শক্তি পায়। তাই পুরো তরল স্ফুটনাঙ্কে না পৌঁছালেও কিছু অণু বেরিয়ে যেতে পারে।

বাংলাদেশে শীতের দিনেও ধোয়া কাপড় শুকায়। কাপড়ের পানি ফুটছে না, তার পৃষ্ঠ থেকে বাষ্পায়ন হচ্ছে। কাপড় শুকানোকে তাই স্ফুটনের উদাহরণ বলা যাবে না। একই আণবিক ধারণায় কঠিনের পৃষ্ঠ থেকেও যথেষ্ট শক্তিসম্পন্ন অণু সরাসরি বেরিয়ে যেতে পারে, যদিও সেটি তরলের বাষ্পায়ন নয়।

সাধারণ ভুল হলো সব বাষ্প তৈরির জন্য পানিকে $100^\circ\mathrm{C}$-এ নিতে হবে ভাবা। ওই মান স্বাভাবিক চাপে পানির স্ফুটনের জন্য; পৃষ্ঠ থেকে বাষ্পায়নের জন্য নয়।

মনে রাখো: স্ফুটন নির্দিষ্ট চাপে স্ফুটনাঙ্কে পুরো তরলে ঘটে; বাষ্পায়ন যেকোনো তাপমাত্রায় শুধু মুক্ত পৃষ্ঠ থেকে ঘটে।