Siz muz bo‘laklari qattiq holatdan suyuq suvga erishini yoki suv qaynab bug‘ga aylanishini kuzatgan bo‘lsangiz kerak, ammo nega moddalar shaklini (holatini) o‘zgartiradi, deb o‘ylab ko‘rganmisiz? Moddaning holati o‘zgarishi modda energiyani yo‘qotganda yoki yutganda sodir bo‘ladi. Modda energiya yutganda atom va molekulalar tezroq harakatlana boshlaydi, kinetik energiyaning ortishi zarrachalarni yetarlicha uzoqlashtirib, holatning o‘zgarishiga olib keladi. Bu energiya odatda issiqlik yoki termik energiya (thermal energy) bo‘ladi. Ushbu maqolada moddaning holati o‘zgarishining ilmiy asoslarini tushunamiz.
Holat o‘zgarishlari nima?
Holat o‘zgarishi — moddaning fizik o‘zgarishi (physical change)dir. Bunday o‘zgarishlar qaytar (reversible) bo‘ladi va moddaning kimyoviy tarkibida (chemical makeup) hech qanday o‘zgarish bo‘lmaydi. Holatning keng tarqalgan o‘zgarishlariga erish (melting), muzlash (freezing), sublimatsiya (sublimation), cho‘kish (deposition), kondensatsiya (condensation) va bug‘lanish (vaporization) kiradi. Bu o‘zgarishlar quyidagi rasmda ko‘rsatilgan.
Nega faza o‘zgarishlari (phase changes) sodir bo‘ladi?
Tizimning harorati yoki bosimi o‘zgarganda faza o‘zgarishlari sodir bo‘ladi. Harorat yoki bosim oshsa, molekulalar orasidagi o‘zaro ta’sir (interaction) kuchayadi. Xuddi shuningdek, harorat pasayganda molekula va atomlar yanada qattiqroq (rigid) tuzilishga “joylashib olishi” osonlashadi.
Suyuqliklar va qattiq jismlar orasidagi o‘zgarishlar
Muz bo‘laklarini qolip (tray)da qanday tayyorlaysiz? Avval, qolipni krandan olingan suv bilan to‘ldirasiz. So‘ng qolipni muzlatkichning muzlatish bo‘limiga (freezer compartment) qo‘yasiz. Muzlatkich juda sovuq. Keyin nima bo‘ladi?
Muzlash (freezing)
Iliqroq qolip va muzlatkichdagi sovuq havo o‘rtasida issiqlik almashinuvi (heat transfer) sodir bo‘ladi. Iliq suv muzlatkichdagi sovuq havoga issiqlik beradi, ya’ni issiqlikni yo‘qotadi. Bu issiqlik almashinuvi zarrachalar bir-biridan sirpanib o‘tishi (slide past each other) uchun yetarli energiya qolmaguncha davom etadi. Natijada zarrachalar o‘zaro tortishish kuchi (force of attraction) ta’sirida “qulf”langandek, qat’iy (fixed) holatda turib qoladi. Shu tariqa suyuq suv qattiq muzga aylanadi. Suyuq suvning qattiq muzga aylanish jarayoni muzlash (freezing) deb ataladi. Bu jarayon sodir bo‘ladigan harorat muzlash nuqtasi (freezing point) deyiladi.
Erish (melting)
Agar muz bo‘laklarini muzlatkichdan olib, iliq xonaga qo‘ysangiz, muz atrofidagi iliqroq havodan energiya yutadi. Yutilgan energiya muz bo‘laklariga ularni birga ushlab turgan tortishish kuchini yengib o‘tishga yordam beradi; natijada ular muz holatida egallab turgan qat’iy joylashuvdan chiqib, sirpanib harakatlana oladi. Qattiq jismning suyuqlikka aylanish jarayoni erish (melting) deb ataladi. Erish nuqtasi (melting point) — qattiq jism suyuqlikka aylanadigan haroratdir.
Suyuqliklar va gazlar orasidagi o‘zgarishlar
Agar qozonga krandan olingan sovuq suvni to‘ldirib, uni qizigan plitaga qo‘ysangiz, suv qiziy boshlaydi. Issiqlik energiyasi plitadan qozonga o‘tadi, suv esa qozondan energiyani yutadi. Shundan so‘ng suvda nima sodir bo‘ladi?
Bug‘lanish (vaporization)
Agar suv yetarlicha qizisa, u qaynay boshlaydi. Qaynayotgan suv ichida suv bug‘ining pufakchalari (bubbles of water vapor) hosil bo‘ladi. Bunga sabab: suyuq suv zarrachalari o‘zaro tortishish kuchini to‘liq yengib o‘tishga yetarli energiya to‘playdi va gaz holatiga o‘tadi. Pufakchalar suv ichidan yuqoriga ko‘tarilib, qozondan bug‘ (steam) ko‘rinishida chiqib ketadi. Suyuqlikning qaynab, gazga aylanish jarayoni bug‘lanish (vaporization) deb ataladi. Suyuqlik qaynaydigan harorat uning qaynash nuqtasi (boiling point)dir.
Kondensatsiya (condensation)
Yopiq hammomda issiq dush qabul qilsangiz, ko‘zgu ko‘pincha tumanga o‘xshab “bug‘lanib” qoladi. Nega bunday bo‘ladi, deb o‘ylab ko‘rgan bo‘lishingiz mumkin. Dushdagi issiq suvning bir qismi bug‘lanadi (evaporates) va u ko‘zgu kabi sovuqroq sirtlar bilan to‘qnashganda soviydi hamda energiyasini yo‘qotadi. Sovigan suv zarrachalarida endi o‘zaro tortishish kuchini yengib o‘tishga yetarli energiya bo‘lmaydi. Ular bir-biriga yaqinlashib, suyuq suv tomchilarini hosil qiladi. Gazning suyuqlikka aylanish jarayoni kondensatsiya (condensation) deb ataladi.
Qattiq jismlar va gazlar orasidagi o‘zgarishlar
Qattiq jismlar gaz holatiga o‘tayotganda odatda avval suyuq holat bosqichidan o‘tadi. Biroq ba’zan qattiq jism suyuq holatni “chetlab o‘tib”, to‘g‘ridan-to‘g‘ri gazga aylanadi. Aksincha holat ham bo‘lishi mumkin: ba’zan gazlar ham to‘g‘ridan-to‘g‘ri qattiq holatga o‘tadi.
Sublimatsiya (sublimation)
Qattiq jismlarning to‘g‘ridan-to‘g‘ri gazga aylanish jarayoni sublimatsiya (sublimation) deb ataladi. Bu qattiq jism zarrachalari o‘zaro tortishish kuchini butunlay yengib o‘tishga yetarli energiya yutganda sodir bo‘ladi. Quruq muz (dry ice) — sublimatsiyaga uchraydigan qattiq jismlarga misoldir.
Holat o‘zgarishlarining 5 turi:
- Erish (melting)
- Muzlash (freezing)
- Bug‘lanish (evaporation)
- Kondensatsiya (condensation)
- Sublimatsiya (sublimation)
Moddaning qattiq fazadan suyuq fazaga o‘tishi erish (melting) deb ataladi.
Moddaning suyuq fazadan qattiq fazaga o‘tishi muzlash (freezing) deb ataladi.
Moddaning suyuq fazadan gaz fazaga o‘tishi bug‘lanish (evaporation) deb ataladi. Moddaning gaz fazadan suyuq fazaga o‘tishi kondensatsiya (condensation) deb ataladi. Qattiq fazaning oraliq suyuq fazadan o‘tmasdan gaz fazaga o‘tishi sublimatsiya (sublimation) deb ataladi.
Xulosa
Sizni qiziqtirishi mumkin: mavjud bo‘lgan har bir obyekt holat o‘zgarishiga uchraydi. Masala faqat moddaga qancha issiqlik berilishida. Agar yetarlicha issiqlik bersangiz, bu sayyoradagi deyarli hamma narsani holatini o‘zgartirish mumkin. Biroq shuni unutmaslik kerakki, har bir modda albatta “qattiq–suyuq–gaz” yo‘li bo‘ylab o‘tishi shart emas. Ba’zi moddalar tabiatan suyuq holatga kirmasdan turib, qattiq holatdan gaz holatiga o‘ta oladi. Bu hodisa sublimatsiya deb ataladi. Sublimatsiyaga misollar: yod (Iodine) elementi, quruq muz (solid CO2) va yuqori sifatli ko‘mir bo‘lib, u yuqori haroratda yonib, bug‘ (vapour) holatiga o‘tib ketadi.
Ko‘p beriladigan savollar — FAQ
Q1
Qattiq jismlar erish nuqtasiga yetganda, nimaga aylanadi?
Qattiq jismlar erish nuqtasiga yetganda suyuqlikka aylanadi.
Q2
Qaynash nuqtasi (boiling point) nima?
Qaynash nuqtasi — sof suyuqlik gaz holatiga o‘tadigan harorat deb ta’riflanadi.
Q3
Erish nuqtasi (melting point) nima?
Erish nuqtasi — qattiq jism eriy boshlaydigan harorat deb ta’riflanadi.
Q4
Qattiq jismlar to‘g‘ridan-to‘g‘ri gazga aylanadigan jarayon nima?
Sublimatsiya — qattiq holat suyuq holatga o‘tmasdan gaz holatiga o‘tadigan jarayon deb ta’riflanadi.
Q5
Bug‘lanish (evaporation) nima?
Suyuqlik har qanday haroratda gazga aylansa, bu bug‘lanish (evaporation) deb ataladi.
