सेल्सियस में हिमांक क्या होता है?

हिमांक को उस तापमान के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिस पर एक तरल किसी दिए गए दबाव में एक ठोस में बदल जाता है। हिमांक को आमतौर पर एक तरल के कम तापमान के अधीन होने के बाद परिभाषित किया जाता है। हालांकि, कुछ पदार्थों में, तरल के तापमान में वृद्धि के अनुभव के बाद ठंड होती है। सबसे आम पदार्थ, पानी, 0o सेल्सियस का हिमांक है।

Supercooling

सुपरकोलिंग वह प्रक्रिया है जिसके तहत एक तरल जमने वाले बिंदु से नीचे के तापमान के अधीन होने के बावजूद ठोस रूप में परिवर्तित नहीं होता है। ऐसा तरल केवल एक अतिरिक्त बीज नाभिक के बाद क्रिस्टलीकृत होगा, या बीज क्रिस्टल इसमें जोड़ा जाता है। हालांकि, यदि तरल अपनी मूल संरचनात्मक संरचना को बनाए रखता है, तो यह जम जाएगा। Supercooled तरल पदार्थ में अलग-अलग भौतिक गुण होते हैं, जिनमें से कई को अभी तक वैज्ञानिकों द्वारा निर्णायक रूप से समझा जाना बाकी है। पानी को कम तापमान पर भी सुपरकोलिंग के बाद तरल अवस्था में बने रहने के लिए जाना जाता है - (नकारात्मक) 4000 सेल्सियस और जब उच्च दबाव की स्थिति के संपर्क में होता है, तो सुपरकूल पानी तरल तापमान में कम तापमान पर रहेगा - (नकारात्मक) 700 ° । तुलना के लिए, सामान्य परिस्थितियों में शुद्ध पानी का हिमांक 00 डिग्री सेल्सियस होता है।

क्रिस्टलीकरण

अधिकांश तरल पदार्थों में, ठंड की प्रक्रिया में क्रिस्टलीकरण शामिल होता है। क्रिस्टलीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक तरल पदार्थ कम तापमान के संपर्क में आने पर और एक क्रिस्टल संरचना बनाने के लिए तरल की परमाणु संरचना को बदलकर एक क्रिस्टलीय ठोस रूप में बदल जाता है। क्रिस्टलीकरण के दौरान ठंड को धीमा कर दिया जाता है और तापमान स्थिर रहने तक स्थिर रहता है। तापमान के अलावा, क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले अन्य कारक तरल के आयनीकरण और ध्रुवता हैं।

कांच में रूपांतर

ऐसे कई पदार्थ हैं जो कम तापमान के अधीन होने पर भी क्रिस्टलीकृत नहीं होते हैं बल्कि इसके बजाय एक प्रक्रिया से गुजरते हैं जिसे विट्रिफिकेशन के रूप में जाना जाता है जहां वे अपनी तरल अवस्था को बनाए रखते हैं लेकिन कम तापमान उनके चिपचिपे गुणों को बदलते हैं। इस तरह के पदार्थों को अनाकार ठोस के रूप में जाना जाता है। इन अनाकार ठोस पदार्थों के कुछ उदाहरण ग्लिसरॉल और ग्लास हैं। पॉलिमर के कुछ रूपों को विट्रिफिकेशन से गुजरने के लिए भी जाना जाता है। विट्रीफिकेशन की प्रक्रिया ठंड से अलग होती है क्योंकि इसे एक गैर-संतुलन प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जाता है, जहां एक क्रिस्टलीय और इसके तरल रूप के बीच कोई संतुलन नहीं होता है।

एक्ज़ोथिर्मिक और एन्डोथर्मिक फ़्रीज़िंग

अधिकांश यौगिकों में ठंड की प्रक्रिया मुख्य रूप से एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है जिसका मतलब है कि तरल को एक ठोस अवस्था में बदलने के लिए दबाव और गर्मी को छोड़ने की आवश्यकता होती है। जारी की गई यह गर्मी एक अव्यक्त गर्मी है और इसे संलयन की थैलीपी भी कहा जाता है। संलयन की थैली एक तरल को ठोस और इसके विपरीत में बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा है। इस परिभाषा का एकमात्र उल्लेखनीय अपवाद इसके भौतिक गुणों में परिवर्तन के कारण किसी भी सुपरकूल तरल है। एक तत्व है जो एंडोथर्मिक ठंड को प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है जहां तापमान को बढ़ने के लिए ठंड में वृद्धि की आवश्यकता होती है। यह तत्व हीलियम -3 है जिसे एक निश्चित दबाव में तापमान में वृद्धि के लिए तापमान में वृद्धि की आवश्यकता होती है और इसलिए इसे संलयन के नकारात्मक आघात के रूप में कहा जा सकता है।

ठंड का आवेदन

ठंड की प्रक्रिया में कई आधुनिक उपयोग हैं। उपयोग में से एक भोजन के संरक्षण के लिए है। खाद्य संरक्षण में ठंड की सफलता के पीछे कारण यह है कि यह भोजन में यौगिकों की प्रतिक्रिया की दर को कम करता है और साथ ही तरल पानी की उपलब्धता को सीमित करके बैक्टीरिया के विकास को रोकता है।