ગલનબિંદુ

ગલનબિંદુ (melting point) : ઘન પદાર્થ પીગળવાની શરૂઆત કરે અને પ્રવાહીરૂપ ધારણ કરે તે તાપમાન. ઘન પદાર્થનું સમગ્રપણે પ્રવાહીમાં રૂપાંતર (transformation) થતું રહે ત્યાં સુધી આ તાપમાન અચળ રહેતું હોય છે અને પદાર્થને ઉષ્મા આપવા છતાં તે ઉષ્મા થરમૉમિટર ઉપર નોંધાતી નથી. આમ ગલનબિંદુ તાપમાને પીગળી રહેલા ઘન પદાર્થને આપવામાં આવતી ઉષ્મા, પદાર્થના આંતરિક બંધારણમાં ફેરફાર ઉપજાવી તેનું ફક્ત ઘન સ્વરૂપમાંથી પ્રવાહી સ્વરૂપમાં રૂપાંતર કરવા પૂરતી જ વપરાય છે. તેથી આવી ઉષ્મા ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat) તરીકે ઓળખાય છે અને પદાર્થ પીગળી રહે ત્યારે તેને ગલનની ગુપ્ત ઉષ્મા (latent heat of fusion) કહે છે. શુદ્ધ પદાર્થમાં બીજા પદાર્થ મિશ્ર કરી તેને અશુદ્ધ બનાવતાં, મિશ્રણનું ગલનબિંદુ શુદ્ધ પદાર્થના ગલનબિંદુ કરતાં ઓછું બને છે. આમ અશુદ્ધિથી પદાર્થનું ગલનબિંદુ નીચું ઊતરે છે. આ જ કારણે આઇસક્રીમ બનાવવાના હાથ વડે ફેરવવાના સંચામાં, ગોળ ઘૂમતા આઇસક્રીમ પાત્ર(નળાકાર)ની આસપાસ બરફના ટુકડામાં મીઠું ભેળવી, બરફનું ગલનબિંદુ 0^o સે. કરતાં ઓછું બનાવી ઠારણ-(freezing)નું મિશ્રણ બનાવવામાં આવે છે.

અશુદ્ધિની જેમ જ પદાર્થના કદ સાથે સંકળાયેલા દબાણના ફેરફાર પણ ગલનબિંદુ ઉપર અસર કરે છે. પદાર્થ પીગળવાથી ઉત્પન્ન થતા પ્રવાહીનું કદ તેના ઘન સ્વરૂપના કદ કરતાં વધારે થતું હોવાથી, તેની ઉપર દબાણ વધારતાં, વધારાનું દબાણ પીગળવાની પ્રક્રિયાનો અવરોધ કરે છે અને પદાર્થને પીગળવા માટે ગલનબિંદુ કરતાં વધારે તાપમાન જરૂરી બને છે અને ગલનબિંદુ ઊંચું જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સામાન્ય દબાણે પૅરેફિન મીણ 54^o સે. તાપમાને પીગળે છે; પરંતુ દબાણ વધારતાં તેનું ગલનબિંદુ 54^o સે. કરતાં વધુ હોય છે.

તેથી ઊલટું, જે પદાર્થ પીગળતાં તેના પ્રવાહી સ્વરૂપનું કદ ઘન સ્વરૂપ કરતાં ઓછું થતું હોય તેની ઉપર દબાણ વધારવાથી ગલનબિંદુ નીચું જાય છે. 0^o સે. તાપમાને 90 ગ્રામ શુદ્ધ બરફનું કદ 100 ઘન સેમી. છે. 0^o સે. તાપમાને જ તેનું પાણીમાં રૂપાંતર કરતાં, પાણીનું કદ 90 ઘન સેમી. મળે છે. આમ પ્રવાહી સ્વરૂપમાં કદમાં ઘટાડો થતાં, બરફ ઉપર દબાણ વધારતાં તેનું ગલનબિંદુ નીચું ઊતરે છે. બરફ ઉપર દસ વાતાવરણ જેટલું દબાણ કરવાથી તે –0.073^o સે. તાપમાને પીગળે છે. આમ બરફના ભૂકાને દબાવવાથી બરફ પીગળે છે; પરંતુ દબાણ ઓછું કરતાં તે થીજીને ફરીથી જોડાઈ જાય છે. બરફ વરસતો હોય તેવા પ્રદેશમાં આ જ સિદ્ધાંતના ઉપયોગ દ્વારા બરફના ગોળા (snowballs) બનાવી એકબીજા તરફ ફેંકવાની રમત રમવામાં આવે છે. આ ઘટના હિમાયન (regelation) તરીકે ઓળખાય છે. ત્રિપાઈ ઉપર ગોઠવેલા બરફના મોટા ચોસલા ઉપર બન્ને છેડે ભારે વજન લટકાવેલ ધાતુના તારને રાખતાં, વજનના દબાણને લઈને તારની નીચેનો બરફ પીગળે છે. પીગળેલા બરફનું પાણી તાર ઉપર આવે છે અને તેનું દબાણ ઓછું થતાં તે ફરી પાછું બરફમાં થીજી જાય છે. આમ બરફને કાપતો કાપતો તાર નીચે ઊતરતો જાય છે અને ચોસલું અખંડ રહે છે.

એરચ મા. બલસારા