इस लेख में, आइए हम प्रसार और तापमान और संबंधित तथ्यों के बारे में जानने का इरादा रखते हैं।
पदार्थ को कोशिका के अंदर और बाहर स्थानांतरित करने के लिए, प्रसार की आवश्यकता होती है। शरीर की गर्मी और ठंडक को मापने में योगदान देने के साथ-साथ तापमान की मात्रा भी तय करता है गतिज ऊर्जा कणों के कब्जे में है।
अगला खंड प्रसार और तापमान की परिभाषा को दर्शाता है।
प्रसार और तापमान
एक क्षेत्र को के परिमाण द्वारा विभेदित या चित्रित किया जा सकता है एकाग्रता, यानी, उच्च सांद्रता या कम सांद्रता वाला क्षेत्र। तो, अब इस क्षेत्र के माध्यम से अणुओं की आवाजाही होगी, जो आमतौर पर उच्च सांद्रता से शुरू होकर कम सांद्रता वाले क्षेत्र तक पहुँचती है।
जब हम यह मापने और व्यक्त करने का इरादा रखते हैं कि कोई पिंड कितना गर्म या ठंडा है, तो हम तापमान नामक एक पैरामीटर का उपयोग करते हैं। अणुओं की इस तरह की गति एक सांद्रण प्रवणता के तहत की जाती है। सभी जीवित प्राणियों में, प्रसार को एक प्रमुख घटना माना जाता है जो बिना किसी असफलता के घटित होने वाली है।
हम जानते हैं कि तापमान उस विशिष्ट दिशा का भी प्रतिनिधित्व करता है जिसके साथ हम ऊर्जा के प्रवाह की अपेक्षा कर सकते हैं, वह भी अनायास, मूल रूप से गर्मी के रूप में। निम्नलिखित भाग प्रसार और तापमान के बीच संबंध से संबंधित है।
प्रसार और तापमान संबंध
पदार्थ को कोशिका के अंदर और बाहर स्थानांतरित करने के लिए, प्रसार की आवश्यकता होती है। शरीर की गर्मी और ठंडक के मापन में योगदान देने के साथ-साथ तापमान कणों के पास मौजूद गतिज ऊर्जा की मात्रा भी तय करता है। जब हम तापमान बढ़ाते हैं, तो हम बदले में उन्हें प्रभावित करने के लिए प्रभावित करते हैं प्रस्ताव तेजी से कर पाते हैं|
प्रत्येक कण में उच्च से निम्न सांद्रता में जाने की समान संभावना होती है क्योंकि सामान्य प्रसार के दौरान क्रिया में कोई बल नहीं होता है जो एक विशिष्ट कण को कम सांद्रता वाले क्षेत्र में जाने के लिए प्रभावित करता है।
आगामी खंड प्रसार और तापमान से संबंधित समीकरण देता है।
प्रसार और तापमान समीकरण
फिक के नियम में विसरण के दौर से गुजर रहे अणुओं के प्रवाह के साथ-साथ प्रसार की ढाल या संचालित होने वाले बल के बीच संबंध शामिल हैं। जब हम ढाल की सांद्रता को एकता के रूप में लेते हैं, तो हम समय के एक इकाई अंतराल में एक इकाई क्षेत्र की सतह पर किसी पदार्थ के द्रव्यमान के प्रसार को देख सकते हैं।
प्रसार और तापमान से संबंधित समीकरण नीचे दिया गया है।
डी = डी0 क्स्प (-ई/केटी)
जहाँ, D = विसरण का गुणांक
D0 =अनंत तापमान पर विसरण गुणांक का सबसे बड़ा मान
ई = प्रसार के गुणांक के लिए सक्रियण के लिए ऊर्जा
आर = यूनिवर्सल गैस स्थिरांक
टी = पूर्ण तापमान
क्या प्रसार तापमान को प्रभावित कर सकता है?
प्रत्येक कण में उच्च से निम्न सांद्रता में जाने की समान संभावना होती है क्योंकि सामान्य प्रसार के दौरान क्रिया में कोई बल नहीं होता है जो एक विशिष्ट कण को कम सांद्रता वाले क्षेत्र में जाने के लिए प्रभावित करता है। इस प्रकार, परिवेश के अनुरूप तापमान प्रसार को प्रभावित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
तापमान को एक प्रमुख मानदंड माना जा सकता है जो प्रसार की दर तय करता है क्योंकि वे दोनों कणों की गति के संदर्भ में परस्पर जुड़े हुए हैं। इसके बाद, हम प्रसार और तापमान की पारस्परिक निर्भरता पर चर्चा करेंगे।
तापमान प्रसार को कैसे प्रभावित करता है?
जैसा कि हम पहले से ही प्रसार की अवधारणा के बारे में जानते हैं, विशेष रूप से कणों की काफी यादृच्छिक गति का परिणाम है, लेकिन कार्रवाई में किसी भी बल से संबंधित नहीं है। अब, हम स्पष्ट रूप से यादृच्छिक आंदोलनों को तापमान से संबंधित कर सकते हैं क्योंकि यह गतिज ऊर्जा की निकटता में होता है, और गतिज ऊर्जा तापमान के माध्यम से तय की जाती है.
इस प्रकार, जिन कणों को तुलनात्मक रूप से अधिक गर्म माना जाता है, वे उच्च गति के साथ चलते पाए जाते हैं. इस प्रकार तापमान की स्थिति विसरण की प्रक्रिया को प्रभावित करने में भाग लेती है। प्रसार मूल रूप से क्षेत्र में सांद्रता अंतर के संदर्भ में कणों की गति के कारण होता है।
यहां, हम प्रसार की दर और तापमान के बीच संबंध को समझने जा रहे हैं।
प्रसार और तापमान संबंध की दर
प्रदान किए गए उच्च तापमान से प्रभावित होने के कारण कणों में उच्च ऊर्जा होती है। यहां, उच्च ऊर्जा वाले अणुओं को उच्च गति पर स्थानांतरित करने के लिए माना जाता है, इस प्रकार प्रसार की दर का पक्ष लेते हैं। इसी तरह, कम तापमान की मदद से कणों की ऊर्जा कम हो जाती है।
यह प्रसार की दर में कमी के लिए जिम्मेदार होगा. प्रसार की दर और तापमान के बीच मौजूदा संबंध को ग्राहम के प्रसार कानून द्वारा दर्शाया जा सकता है, जिसमें कहा गया है कि प्रसार की दर सीधे तापमान के वर्गमूल से संबंधित हो सकती है। इस प्रकार, कानून गणितीय रूप से प्रसार और तापमान संबंध की दर को साबित करता है।
आइए अब विसरण की दर और तापमान के बीच निर्भरता के बारे में जानें।
तापमान प्रसार दर को क्यों प्रभावित करता है?
हम कह सकते हैं कि द्रव के कण कम तापमान की तुलना में काफी अधिक तापमान पर तेजी से प्रवाहित होते हैं या तेजी से फैलते हैं। इसे पानी में खाद्य रंग मिलाने का एक सरल प्रयोग करके देखा जा सकता है। हम देख सकते हैं कि खाने का रंग ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी में तेजी से फैलता है।
यहां, सारा खेल अणु के कंपन का है जो तुलनात्मक रूप से कम तापमान की तुलना में उच्च तापमान में तेजी से होता है। यही कारण है कि गर्म पानी में तेजी से प्रसार होता है। अर्ध-पारगम्य झिल्ली के पार, जब तापमान अधिक माना जाता है तो पानी के अणुओं की गति तेज होती है।
निम्नलिखित खंड प्रसार की दर और तापमान के बीच संबंध को अंतर्निहित सिद्धांत की व्याख्या करता है।
तापमान प्रसार दर को कैसे प्रभावित करता है?
यह सिद्ध हो चुका है कि उच्च तापमान वाले अणुओं में गतिज ऊर्जा की बड़ी मात्रा होती है, जो उन्हें उच्च गति पर यादृच्छिक गति से गुजरने के लिए प्रेरित करती है जो सीधे प्रसार की दर को बढ़ाने के लिए प्रभावित करती है। सीधे शब्दों में कहें तो हम कह सकते हैं कि जैसे-जैसे हम तापमान बढ़ाते हैं,
अणुओं के पास गतिज ऊर्जा में वृद्धि होगी। तो अणु की औसत गति भी बढ़ जाती है। इस प्रकार तापमान की स्थिति विसरण की प्रक्रिया को प्रभावित करने में भाग लेती है। प्रसार मूल रूप से क्षेत्र में सांद्रता अंतर के संदर्भ में कणों की गति के कारण होता है।
आइए अब विसरण गुणांक और तापमान के बीच संबंध को जानें।
तापमान प्रसार गुणांक को कैसे प्रभावित करता है?
एक स्थिरांक एक भौतिक मात्रा से जुड़ा होता है। यह फिक के नियम में आनुपातिकता कारक के रूप में कार्य करता है जिसमें प्रसार के दौर से गुजर रहे अणुओं के प्रवाह के साथ-साथ प्रसार की ढाल या संचालित बल के बीच संबंध शामिल है।
प्रसार गुणांक मूल रूप से तापमान के साथ-साथ कुछ अन्य मापदंडों पर निर्भर करता है. प्रसार गुणांक और तापमान दोनों में प्रत्यक्ष आनुपातिकता का संबंध होता है, अर्थात, जैसे-जैसे हम तापमान बढ़ाते जाते हैं, यह पाया जाता है कि तापमान के साथ-साथ प्रसार गुणांक भी बढ़ता है।
यहां, हम प्रसार की दर और तापमान के बीच विद्यमान गणितीय आनुपातिकता को समझने जा रहे हैं।
यदि तापमान बढ़ा दिया जाए तो विसरण की दर पर क्या प्रभाव पड़ता है?
मूल रूप से, गतिज ऊर्जा से प्रसार प्रभावित होने वाला है। हम पहले ही जान चुके हैं कि बढ़ता तापमान आणविक गति को बढ़ाने के लिए सीधे तौर पर जिम्मेदार हो जाता है, जो कि गतिज ऊर्जा से जुड़ा होता है। इसी तरह, अणुओं के प्रवाह की गति को केवल तापमान कम करके कम किया जा सकता है।
यह उन्हें उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता की ओर तेजी से स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। तापमान की भागीदारी ने कणों के वजन को प्रभावित किया है, यानी भारी कण परिवेश के साथ अधिक प्रभावी ढंग से बातचीत करते हैं।
प्रसार की दर को प्रभावित करने वाले कारकों के नाम लिखिए।
माना जाता है कि प्रसार की दर को प्रभावित करने वाले कारक नीचे दिए गए हैं,
- तापमान
- विसरण के दौर से गुजर रहे कण का आकार
- एकाग्रता अंतर
- विलायक घनत्व
- दबाव
- फैलाने वाला पदार्थ।
अणु का आकार प्रसार को कैसे प्रभावित करता है?
जैसे-जैसे अणु का आकार बढ़ता है, यह क्षेत्र के सभी अणुओं के कब्जे वाले आयतन को बढ़ाता है। अब, स्वाभाविक रूप से, बड़े आयतन के लिए एक छोटे सतह क्षेत्र के माध्यम से फैलाना मुश्किल हो जाता है, इस प्रकार प्रसार के लिए अधिक समय लगता है जिससे यह पहले से कम प्रभावी हो जाता है।
तापमान पर विसरण की निर्भरता को उदाहरण सहित समझाइए।
आइए हम पानी के माध्यम से रक्त के प्रसार के उदाहरण पर विचार करें। जब हम गर्म पानी लेते हैं, तो रक्त के अणु ठंडे पानी की तुलना में तेजी से फैलते या आगे बढ़ते हुए पाए जाते हैं। यानी, ठंडे पानी में फैलने पर वे धीमी गति से चलते हैं। इसी सिद्धांत को रक्त के स्थान पर भोजन के रंग पर विचार करके भी समझा जा सकता है।
प्रसार की दर को नियंत्रित करने वाला कानून कौन सा है?
विसरण की दर पर कहा गया नियम ग्राहम का नियम है जो कहता है कि विसरण की दर विचाराधीन पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान के वर्गमूल से व्युत्क्रमानुपाती होती है जिसमें विसरण का अध्ययन किया जा रहा है।
प्रसार गर्म और ठंडे तापमान से कैसे संबंधित है?
हम कह सकते हैं कि द्रव के कण कम तापमान की तुलना में काफी अधिक तापमान पर तेजी से प्रवाहित होते हैं या तेजी से फैलते हैं। इसे पानी में खाद्य रंग मिलाने का एक सरल प्रयोग करके देखा जा सकता है। हम देख सकते हैं कि खाने का रंग ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी में तेजी से फैलता है।
द्रव्य की किस अवस्था में विसरण अधिक होता है?
यह प्रयोगात्मक रूप से देखा गया है कि पदार्थ की गैसीय अवस्था में अणु पदार्थ की ठोस अवस्था से जुड़े अणुओं की तुलना में अधिक तेजी से प्रसार से गुजरते हैं, क्योंकि गैसीय अवस्था में अणु अधिक स्वतंत्र रूप से मौजूद होते हैं, और इसलिए वे कर सकते हैं उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र में कम टकराव या कम प्रतिरोध के साथ यात्रा करें।
निष्कर्ष
यह सिद्ध हो चुका है कि उच्च तापमान वाले अणुओं में गतिज ऊर्जा की बड़ी मात्रा होती है, जो उन्हें उच्च गति पर यादृच्छिक गति से गुजरने के लिए प्रेरित करती है जो सीधे प्रसार की दर को बढ़ाने के लिए प्रभावित करती है। सीधे शब्दों में कहें तो हम कह सकते हैं कि जैसे-जैसे हम तापमान बढ़ाते हैं, अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ती जाएगी, इसलिए अणु की औसत गति भी बढ़ जाती है।
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नमस्ते...मैं हर्षिता एचएन हूं। मैंने परमाणु भौतिकी में विशेषज्ञता के साथ मैसूर विश्वविद्यालय से भौतिकी में स्नातकोत्तर की पढ़ाई पूरी की है। मुझे अपने खाली समय में नई चीजें तलाशना अच्छा लगता है। मेरे लेख का लक्ष्य हमेशा प्रासंगिक विषयों के साथ तालिका में कुछ मूल्य विकसित करना और लाना है।
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