"দশা সূত্র" পাতাটির দুইটি সংশোধিত সংস্করণের মধ্যে পার্থক্য

বট নিবন্ধ পরিষ্কার করেছে। কোন সমস্যায় এর পরিচালককে জানান।
ট্যাগ: মোবাইল সম্পাদনা মোবাইল ওয়েব সম্পাদনা উচ্চতর মোবাইল সম্পাদনা
(বট নিবন্ধ পরিষ্কার করেছে। কোন সমস্যায় এর পরিচালককে জানান।)
'''দশা সূত্র''' ('''Phase rule''') বা ফেজ রুল এমন একটি বিধি যার মাধ্যমে যেসকল সিস্টেমের অবস্থাগুলো [[তাপীয় সাম্যাবস্থা|তাপগতীয় সাম্যাবস্থায়]] চাপ, আয়তন ও তাপমাত্রা দিয়ে সম্পূর্ণভাবে প্রকাশ করা যায় তাদের স্বাধীনতার মাত্রা, উপাদান সংখ্যা ও দশার সংখ্যার মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করে।
 
দশা সূত্র অনুযায়ী সর্বোচ্চ সংখ্যক দশা যা একটি রাসায়নিক সিস্টেম বা সংকরে সাম্যাবস্থায় থাকতে পারে তার সংখ্যা এবং স্বাধীনতার মাত্রার সংখ্যার যোগফল সিস্টেমটির উপাদান সংখ্যা ও ২ এর যোগফলের সমান।<ref>{{বই উদ্ধৃতি|শিরোনাম=Phase Diagrams: Understanding the Basics|শেষাংশ=F.C Campbell|প্রকাশক=ASM International|অবস্থান=USA|পাতাসমূহ=5|আইএসবিএন=978-1-61503-835-0}}</ref>
: <math>F = C - P + 2.</math>
 
[[জোসিয়াহ উইলার্ড গিবস]] তার ''[[:en:On_the_Equilibrium_of_Heterogeneous_SubstancesOn the Equilibrium of Heterogeneous Substances|On the Equilibrium of Heterogeneous Substances]]'' শিরোনামের বিখ্যাত নিবন্ধে সূত্রটি প্রতিপাদন করেছিলেন যা ১৮৭৫ থেকে ১৮৭৮<ref>{{সাময়িকী উদ্ধৃতি|শিরোনাম=J.W. Gibbs|সাময়িকী=Scientific Papers}}</ref> সালের মধ্যে খন্ড খন্ড আকারে প্রকাশিত হয়েছিল । এই প্রতিপাদনে ধরে নেওয়া হয় উপাদানগুলো পরস্পরের সাথে বিক্রিয়া করে না।
 
যে চলকগুলো (যেমন [[তাপমাত্রা]], [[চাপ]] ইত্যাদি) স্বতন্ত্রভাবে পরিবর্তন করলেও সাম্যাবস্থায় রক্ষিত সিস্টেমের দশার সংখ্যা একই থাকে, সেই উর্ধ্বতম চলকের সংখ্যাকে সিস্টেমের স্বাধীনতার মাত্রা বলা হয়। বিভিন্ন সিস্টেমের উদাহরণ- যেকোন বিশুদ্ধ পদার্থ এক উপাদান বিশিষ্ট সিস্টেম, পানি ও [[ইথানল|ইথানলের]] [[মিশ্রণ]] দুই উপাদান বিশিষ্ট সিস্টেম (কারণ মিশ্রণে দুটি স্বাধীন উপাদান বিদ্যমান) ইত্যাদি। পদার্থের সাধারণ দশাগুলো হল [[কঠিন]], [[তরল]] এবং [[গ্যাস]]।
দশাগুলোর মধ্যকার সাম্যাবস্থা সিস্টেমের ইন্টেন্সিভ চলকের (intensive variable) উপর কিছু সীমাবদ্ধতা (constrain) আরোপ করে। মূলত এটিই দশা সূত্রের ভিত্তি। আরো ভালোভাবে বলা যায়, দশাগুলো যেহতু তাপগতীয় সাম্যাবস্থায় থাকে ফলে তাদের রাসায়নিক বিভব (chemical potential) পরস্পর সমান হয়। এখানে মোট সমতার সম্পর্কের সংখ্যাই স্বাধীনতার মাত্রা নির্দেশ করে। উদাহরণ হিসেবে বলা যায়, কোন তরল এবং তার বাষ্পের রাসায়নিক বিভব যদি তাপমাত্রা (''T'') এবং চাপের (''p'') উপর নির্ভর করে তবে রাসায়নিক বিভবের সমতা দ্বারা বুঝানো হবে প্রতিটি চলকই একে অন্যের প্রতি নির্ভরশীল। গাণিতিকভাবে, {{nowrap|1=''μ''<sub>liq</sub>(''T'', ''p'') = ''μ''<sub>vap</sub>(''T'', ''p'')}} যেখানে ''μ ='' রাসায়নিক বিভব, যা তাপমাত্রাকে চাপের ফাংশন অথবা চাপকে তাপমাত্রার ফাংশন হিসেবে প্রকাশ করে। (উল্লেখ্যঃ এখানে ''p''=চাপ এবং ''P''=দশার সংখ্যা)
 
আরও সুনির্দিষ্টভাবে বলা যায়, প্রতিটি দশার সংযুতি ''C-1'' সংখ্যক ইনটেন্সিভ চলক (intensive variable) (যেমন মোল ভগ্নাংশ) দ্বারা নির্ধারিত হয়। সুতরাং মোট চলকের সংখ্যা হয় {{Nowrap|(''C'' − 1)''P'' + 2}}, যেখানে অতিরিক্ত দুটি চলক হ'ল তাপমাত্রা T এবং চাপ p । যেহেতু প্রতিটি উপাদানের রাসায়নিক বিভব সমান ফলে শর্তের সংখ্যা {{Nowrap|''C''(''P'' − 1)}} । চলকের সংখ্যা থেকে শর্তের সংখ্যা বিয়োগ করে স্বাধীনতার মাত্রা পাওয়া যায়, যা {{Nowrap|1=''F'' = (''C'' − 1)''P'' + 2 − ''C''(''P'' − 1) = ''C'' − ''P'' + 2}}
 
সূত্রটি ততক্ষণ পর্যন্ত কার্যকর, যতক্ষণ দশাগুলোর মধ্যকার সাম্যাবস্থা [[মহাকর্ষ]], [[বৈদ্যুতিক]] বা চৌম্বকীয় বল, অথবা পৃষ্ঠ ক্ষেত্রফল দ্বারা প্রভাবিত হয় না, বরং শুধুমাত্র তাপমাত্রা, চাপ এবং [[ঘনত্ব]] দ্বারা প্রভাবিত হয়।
দুই উপাদান (''C = 2'') বিশিষ্ট বাইনারি মিশ্রণের ক্ষেত্রে ''F = 4'' তাপমাত্রা ও চাপের পাশাপাশি অপর স্বাধীনতার মাত্রাটি হলো প্রতিটি দশার সংযুতি (composition) যাকে প্রায়শই কোন একটি উপাদানের মোল ভগ্নাংশ বা ভর ভগ্নাংশ দিয়ে প্রকাশ করা হয়।
[[চিত্র:Binary_Boiling_Point_Diagram_new.svg|ডান|থাম্ব|320x320পিক্সেল| স্ফুটনাংক লেখ]]
উদাহরণস্বরূপ, পুরোপুরি মিশ্রণীয় দুটি তরল যেমন [[টলুইন]] ও [[বেনজিন|বেনজিনের]] কথা চিন্তা করা যাক যারা তাদের বাষ্পের সাথে সাম্যাবস্থায় আছে। এই সিস্টেমটি স্ফূটনাংক লেখ দিয়ে বর্ণনা করা যেতে পারে। লেখটি সাম্যাবস্থায় দশা দুটির সংযুতিকে (composition) তাপমাত্রার ফাংশন হিসেবে প্রকাশ করে (স্থির চাপে)।
 
তাপমাত্রা (''T''), চাপ (''p''), তরল দশায় প্রথম উপাদান টলুইন এর মোল ভগ্নাংশ (''x''<sub>1L</sub>) এবং গ্যাসীয় দশায় টলুইন এর মোল ভগ্নাংশ (''x''<sub>1V</sub>) চারটি তাপগতীয় চলক যা দিয়ে সিস্টেমটি বর্ণনা করা যেতে পারে। তবে সাম্যাবস্থায় যেহেতু দুটি দশা (''P = 2)'' বিদ্যমান ফলে এগুলোর মধ্যে মাত্র দুটি চলককে (''F = 2'') স্বাধীন চলক হিসেবে বিবেচনা করা যায়। কারণ চারটি চলক দুটি সম্পর্ক দ্বারা সীমাবদ্ধ (constrained) হয়ে যায়।
 
সংযুতি (composition) দ্বি-দশা অঞ্চলে হলে প্রদত্ত ''T'' এবং ''p'' এর জন্য দুটি দশা সাম্যাবস্থায় থাকবে। এমন বিন্দু দিয়ে একটি অনুভূমিক রেখা আঁকা যায় (সমোষ্ণ রেখা বা টাই লাইন) যা লেখটিকে প্রতিটি দশার সাম্য সংযুতিতে (equilibrium composition) ছেদ করে। সেখানে প্রতিটি দশার পরিমাণ [[লিভার রুল|লিভার রুলের]] মাধ্যমে বের করা যায়।
 
আংশিক পাতন বিশ্লেষণের জন্য, চাপ এবং তরল দশার সংযুতিকে(x<sub>1L</sub>) স্বাধীন চলক ধরা হয়। সেক্ষেত্রে দশা সূত্র অনুযায়ী সাম্যাবস্থার তাপমাত্রা (স্ফূটনাংক) এবং গ্যাসীয় দশার সংযুতি (composition) জানা থাকা প্রয়োজন।
 
== তথ্যসূত্র ==
<references />
 
[[বিষয়শ্রেণী:তাপগতিবিদ্যার সূত্র]]
[[বিষয়শ্রেণী:ভারসাম্য রসায়ন]]
<references />
[[বিষয়শ্রেণী:রসায়ন]]
[[বিষয়শ্রেণী:বস্তু বিজ্ঞান]]
১,৮৬,১২৭টি

সম্পাদনা