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भौतिकी · शब्दावली

अतिशीतलन, अतितापन क्या है?

परिभाषा 25.14 विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 1 · अध्याय 25 — किसी शुद्ध पदार्थ के प्रावस्था-परिवर्तन

कोई प्रावस्था अपनी साम्य-सीमा के आगे भी बनी रह सकती है: द्रव पानी 0∘C0{}^{\circ}\mathrm{C} से नीचे बिना जमे ठंडा (अतिशीतलन), अपने क्वथनांक से ऊपर बिना उबले गरम (अतितापन), और वाष्प PsP_s से आगे बिना संघनित हुए संपीडित (अतिसंतृप्ति)। ऐसी उपस्थायी अवस्थाओं के लिए नाभिकन स्थलों का न होना ज़रूरी है — धूल, खरोंच, घुली हुई गैस, बर्फ़ के रवे — जिन पर नई प्रावस्था शुरू हो सके; और कोई भी विक्षोभ उन्हें अचानक तथा अनुत्क्रमणीय ढंग से साम्य की ओर ढकेल देता है।

उदाहरण

उदाहरण 25.15 (अतिशीतित बोतल)

किसी साफ़ बोतल में −8∘C-8{}^{\circ}\mathrm{C} पर शांत पड़ा पानी, थपकी लगने पर: बर्फ़ के रवे उसमें दौड़ जाते हैं और ताप उछलकर 0∘C0{}^{\circ}\mathrm{C} पर आ जाता है। यह प्रक्रिया रुद्धोष्म और तेज़ है, अतः सुबोध ऊष्मा c ΔTc\,\Delta T पानी के x=c ΔT/Lf=4.18×8/334=0.10x = c\,\Delta T/L_f = 4.18 \times 8/334 = 0.10 अंश को जमा देती है; और सृजित एन्ट्रॉपी, cln⁡(273/265)−xLf/273=124−122=+2 J/(kg K)c\ln(273/265) - xL_f/273 = 124 - 122 = +2\,\mathrm{J}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K}), धनात्मक है, जैसा होना ही चाहिए। बादल −40∘C-40{}^{\circ}\mathrm{C} तक की अतिशीतित बूँदों से भरे रहते हैं; और विमानों पर बर्फ़ जमना तथा बादलों का बीजारोपण, दोनों इसी का लाभ उठाते हैं।

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