04.06.01 – අවස්ථා විපර්යාස

0
454
  • සමහර අවස්ථාවල දී ද්‍රව්‍යයකට උෂ්ණත්වය ලබා දීමේ දී එහි උෂ්ණත්වය වැඩි නොවී පැවතිය හැක එවිට සිදු වන්නේ ලබා දෙන තාපය එම ද්‍රව්‍යය පදාර්ථයේ පවතින අවස්ථාව වෙනස් කරවීමටය.

උදාහරණ:

  • 300C හි පවතින ජලයට තාපය සැපයූ විට ජලය ද්‍රවයක් ලෙස ම පවතිමින් උෂ්ණත්වය වැඩි වී යයි.
  • නමුත් උෂ්ණත්වය 100 0C හි පවතින ජලයට කෙතරම් තාපය සැපයුව ද එහි ජලයේ උෂ්ණත්වය වැඩි නොවේ. සිදු වන්නේ ලබා දෙන තාපය එම ද්‍රව ජලය හුමාලය බවට පත් කිරීමට වැය වීමයි.
  • අවස්ථා විපර්යාසය කදී ලබා දිය යුතු හෝ හිටවන තාපය ගුප්ත තාපය ලෙස හඳුන්වයි

විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපය

  • 1 kg ස්කන්ධයක් සම්පූර්ණයෙන්ම අවස්ථා විපර්යාසය ට ලක් කිරීමට අදාළ වන තාප ප්‍රමාණය විශිෂ්ට විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපය ලෙස හඳුන්වයි. (J kg-1)

mස්කන්ධයක් අවස්ථා විපර්යාසයට ලක් වන තාප ප්‍රමාණය Q නම්,

Q=mL

අවස්ථා විපර්යාසය පහත පරිදි නිරූපණය කළ හැකියි .

This image has an empty alt attribute; its file name is 1-1.png

 විලයනයේ විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපය (Lවිලයනය )

ද්‍රවාංකයේ පවතින ඒකක ඝන ස්කන්ධයත් එම උෂ්ණත්වයේ ම පවතින ද්‍රවය බවට සම්පූර්ණයෙන්ම අවස්ථා විපර්යාසයට පත් කිරීමට ලබා දිය යුතු තාප ප්‍රමාණයයි.

Q=mLවිලයනය

වාෂ්පීකරණයේ විශිෂ්ඨ  ගුප්ත තාපය (Lවාෂ්පීකරණය)

තාපාංකය පවතින ඒකක ද්‍රව ස්කන්ධයක් එම උෂ්ණත්වයෙන් ම පවතින වාෂ්පය බවට පත්වීමට සැපයේ යුතු තාප ප්‍රමාණය.

Q=mLවාෂ්පීකරණය

ඝනයක් ද්‍රවයක් බවට පත් වීමේ දී සිදු වන්නේ කුඩා පරිමා වෙනසකි, නමුත් ද්‍රවයක් වාෂ්පයක් බවට පත්වීමේ දී විශාල පරිමා වෙනසක් සිදු වන නිසා ඒ සඳහා සැප යුතු තාප ශක්ති ප්‍රමාණය විශාල වේ.

Lවාෂ්පීකරණය > Lවිලයනය

උෂ්ණත්ව කාල ප්‍රස්තාර

සංවෘත බඳුනක් තුල කිසියම් ඝන ස්කන්ධයක් දමා එයට නියත P ක්ෂමතාවයකින් තාපය සපයන අවස්ථාවක් සලකමු. පද්ධතියේ උෂ්ණත්වය කාලය සමග විචලනය වන ආකාරය ප්‍රස්තාරයෙන් නිරූපනය කල හැක.

  • මෙම උෂ්ණත්ව කාල ප්‍රස්ථාරවලදී අනුක්‍රමණය ශුන්‍ය වන්නේ අවස්ථා විපර්යාස වලට අනුරූප අවස්ථායි.
  • එනම් θ2 හා θ3 යනු අවස්ථා විපර්යාස වලට අනුරූප උෂ්ණත්වයන් වේ.
  • තාපාංකය ද්‍රවාංකයට වඩා වැඩි උෂ්ණත්වයක් වන නිසා ද්‍රවයේ ද්‍රවාංකය θ2 ද තාපාංකය θ3 ද වේ.

මෙහි AB කොටස මගින් ඝනයට තාපය ලබා දෙන අවස්ථාව

BC කොටස මගින් ඝනය, ද්‍රවය බවට පත් වන අවස්ථාව

CD කොටස මගින් ද්‍රවයට තාපය ලබා දෙන අවස්ථාව

DE කොටස මගින් ද්‍රවය, වායුව බවට පත් වන අවස්ථාව

EF කොටස මගින් වායුවට තාපය ලබා දෙන අවස්ථාව නිරූපණය කරයි.

  • ඝනයේ විශිෂ්ට තාප ධාරිතාවය SS
  • ද්‍රවයේ විශිෂ්ට තාප ධාරිතාවය  SL
  • වායුවේ විශිෂ්ට තාප ධාරිතාවය SG
  • විලයනයේ විශිෂ්ට තාප ධාරිතාවය Lවිලයනය
  • වාෂ්පීකරණයේ විශිෂ්ට තාප ධාරිතාවය Lවාෂ්පීකරණය
  • මෙම ද්‍රව්‍යයේ ස්කන්ධය m ද යැයි ගනිමු.
  • විලයනයේ විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපයට වඩා වාෂ්පීකරණයේ විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපය වැඩි බැවින් t2<t4 වේ.
  • විවෘත බඳුනක් තුළ සිදු වන ක්‍රියාවක් නම් EF කොටස නො ලැබේ.
  • එකම ශීඝ්‍රතාවකින් තාපය සැපයුව ද AB,CD,EF ප්‍රාන්තරවලදී අනුක්‍රමණ සමාන නැත. මෙයට හේතුව ඝන,ද්‍රව,වායු අවස්ථා වල දී විශිෂ්ඨ තාප ධාරිතා (SS,SL,SG) සමාන නො වීමයි. විශිෂ්ට තාප ධාරිතාවය වැඩි නම් ඉක්මනින් රත් නොවන නිසා ප්‍රස්තාරය අනුක්‍රමණය අඩුය.

ද්‍රවාංකය හා තාපාංකය කෙරෙහි පීඩනයේ බලපෑම

තාපාංකය කෙරෙහි පීඩනයේ බලපෑම

  • ද්‍රවයක් වායුවක් බවට අවස්ථා විපර්යාසයකට ලක් වන විට සෑම විටම පරිමාවේ වැඩි වීමක් සිදුවේ.
  • එම නිසා වායුවකට වැඩි පීඩනයක් ලබා දෙන විට එහි වායුමය ලක්ෂණ අඩු වී ද්‍රව බවට හැරීමට නැඹුරුතාවයක් දක්වයි.
  • මෙම හේතුවෙන් වැඩි පීඩන තත්ත්ව යටතේ දී ද්‍රවයක් වායුවක් බවට හැරවීමට වැඩි ශක්තියක් ලබා දිය යුතුයි එනම් තාපාංකය ඉහළ යා යුතු වේ.

ද්‍රවාංකය කෙරෙහි පීඩනයේ බලපෑම

  • නමුත් ඉහත තර්කය ද්‍රවාංකය සඳහා නොගැළපේ.
  • මන්ද ඝනයක් ද්‍රවයක් බවට හැරීමේ දී සිදු වන පරිමා විපර්යාසය ද්‍රව්‍යයෙන් ද්‍රව්‍ය ට වෙනස් වේ.
  • එනම් අයිස් ජලය බවට අවස්ථා විපර්යාසයකට ලක් වන විට පරිමාව අඩු වීමක් සිදු වුවද බොහෝ ද්‍රව්‍ය වල දී ඝන සිට ද්‍රව බවට හැරීමේ දී පරිමාවේ වැඩි වීමක් සිදු වේ.
  • ඝන අවස්ථාවේ සිට ද්‍රව අවස්ථාවට පත්වීමේ දී පරිමාව වැඩි වන ද්‍රව්‍යවල ද්‍රවාංකය, පීඩනය වැඩි කිරීමේ දී ඉහළ නගින අතර ඝන අවස්ථාවේ සිට ද්‍රව අවස්ථාවට පත්වීමේ දී පරිමාව අඩුවන ද්‍රව්‍යවල ද්‍රවාංකය, පීඩනය වැඩි කිරීමේ දී ඉතා සුළු වශයෙන් පහළ බසී.
  • මෙම ද්‍රවාංකයේ හා තාපාංකයේ පීඩනය අඩු කිරීමේ දී මෙලෙස ම මෙම ක්‍රියාවලිය ප්‍රතිවිරුද්ධ ව සිදු වේ.
  • තවද මෙම පීඩනය විචලනය වීම නිසා ද්‍රවාංක සහ තාපාංක වලට සිදු වන වෙනස ඉතා කුඩා අගයකි.

Video Links:

Results

#1. අයිස් කුට්ටි දෙකක් එකිනෙක තෙරපීමේදී එක්වේ. මෙයට වඩාත් සුදුසු හේතුව විය හැක්කේ,

#2. පහත දැක්වෙනුයේ අයිස් වල විලයනයේ විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපය සෙවීමේ පරීක්ෂණයේදී සිදු වූ දෝෂ කිහිපයකි. මෙයින් විලයනයේ විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපයේ අගය වැඩිවීමට හේතු විය හැක්කේ,

A. යොදාගත් අයිස් කැට තුළ වැලිකැට රැඳී තිබීම.
B. 3°C උෂ්ණත්වය 0°C ලෙසද, 96°C උෂ්ණත්වය 100°C ලෙසද දෝෂ සහිතව සටහන් කරන ලද උෂ්ණත්වමානයකින් මිනුම් ලබා ගැනීම.
C. කැලරිමීටරය වටා තුෂාර ඇතිවීම.

#3. ඝන ද්‍රව්‍යයකට නියත සීග්‍රතාවයකින් තාපය සපයන විට එහි උෂ්ණත්වය කාලය සමග විචලනය වන අයුරු රූපයේ පෙන්වා ඇත. එම ද්‍රව්‍යයයේ වාෂ්පීකරණයේ විශිෂ්ට ගුප්ත තාපය (Lv) විලයනයේ විශිෂ්ඨ ගුප්ත තාපය (Lf) මෙන් තුන් ගුණයක් නම් පහත රූපයේ tv/tf අනුපාතය සමාන වනුයේ,

finish

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.