द्रव: Difference between revisions
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[[File:Blue Lava lamp.JPG|thumb|एक [[ लावा लैंप ]] में दो अमिश्रणीय तरल पदार्थ (एक पिघला हुआ मोम और एक पानी का घोल) होता है जो संवहन के कारण गति को बढ़ाता है। ऊपरी सतह के अलावा, तरल पदार्थों के बीच सतहें भी बनती हैं, जिसके लिए तल पर मोम की बूंदों को फिर से संयोजित करने के लिए एक टेंशन ब्रेकर की आवश्यकता होती है।]][[ स्नेहक | स्नेहक]], विलायक और शीतलक के रूप में तरल पदार्थों के कई प्रकार के उपयोग होते हैं। | [[File:Blue Lava lamp.JPG|thumb|एक [[ लावा लैंप |लावा लैंप]] में दो अमिश्रणीय तरल पदार्थ (एक पिघला हुआ मोम और एक पानी का घोल) होता है जो संवहन के कारण गति को बढ़ाता है। ऊपरी सतह के अलावा, तरल पदार्थों के बीच सतहें भी बनती हैं, जिसके लिए तल पर मोम की बूंदों को फिर से संयोजित करने के लिए एक टेंशन ब्रेकर की आवश्यकता होती है।]][[ स्नेहक | स्नेहक]], विलायक और शीतलक के रूप में तरल पदार्थों के कई प्रकार के उपयोग होते हैं। | ||
[[ अन्य लॉजी |ट्राइबोलॉजी]] में, तरल पदार्थों का अध्ययन स्नेहक के रूप में उनके गुणों के लिए किया जाता है। तेल जैसे स्नेहक चिपचिपाहट और प्रवाह विशेषताओं के लिए चुने जाते हैं जो कलपुर्जों के ऑपरेटिंग तापमान रेंज में उपयुक्त होते हैं। तेल अक्सर इंजन, [[ गियर बॉक्स |गियर बॉक्स]], [[ धातु |धातु-कार्यों]] और हाइड्रोलिक सिस्टम में उनके अच्छे स्नेहन गुणों के लिए उपयोग किया जाता है।<ref>Theo Mang, Wilfried Dressel [https://books.google.com/books?id=UTdfxf2rkNcC& ’’Lubricants and lubrication’’], Wiley-VCH 2007 {{ISBN|3-527-31497-0}}</ref> | [[ अन्य लॉजी |ट्राइबोलॉजी]] में, तरल पदार्थों का अध्ययन स्नेहक के रूप में उनके गुणों के लिए किया जाता है। तेल जैसे स्नेहक चिपचिपाहट और प्रवाह विशेषताओं के लिए चुने जाते हैं जो कलपुर्जों के ऑपरेटिंग तापमान रेंज में उपयुक्त होते हैं। तेल अक्सर इंजन, [[ गियर बॉक्स |गियर बॉक्स]], [[ धातु |धातु-कार्यों]] और हाइड्रोलिक सिस्टम में उनके अच्छे स्नेहन गुणों के लिए उपयोग किया जाता है।<ref>Theo Mang, Wilfried Dressel [https://books.google.com/books?id=UTdfxf2rkNcC& ’’Lubricants and lubrication’’], Wiley-VCH 2007 {{ISBN|3-527-31497-0}}</ref> | ||
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[[File:Cavitating-prop.jpg|thumb|एक नाव प्रोपेलर से पानी में गुहिकायन]]द्रवों की [[ मात्रा ]] को आयतन की इकाइयों में मापा जाता है। इनमें यूनिट क्यूबिक मीटर ( | [[File:Cavitating-prop.jpg|thumb|एक नाव प्रोपेलर से पानी में गुहिकायन]]द्रवों की [[ मात्रा ]] को आयतन की इकाइयों में मापा जाता है। इनमें यूनिट क्यूबिक मीटर (m<sup>3</sup>) की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली शामिल है) और इसके विभाजन, विशेष रूप से घन डेसीमीटर, जिसे आमतौर पर लीटर (1 डीएम<sup>3</sup> = 1 एल = 0.001 मी<sup>3</sup>) कहा जाता है, और घन सेंटीमीटर, जिसे मिलीलीटर (1 सेमी<sup>3</sup> = 1 एमएल = 0.001 एल = 10<sup>−6</sup> मी<sup>3</sup> भी कहा जाता है)।<ref>{{Citation |last1 = Knight | ||
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तरल की मात्रा का आयतन उसके तापमान और [[ दबाव ]] से तय होता है। तरल पदार्थ आमतौर पर गर्म होने पर फैलते हैं, और ठंडा होने पर सिकुड़ते हैं। 0°C और 4°C के बीच का पानी एक उल्लेखनीय अपवाद है।<ref>{{Citation | तरल की मात्रा का आयतन उसके तापमान और [[ दबाव |दबाव]] से तय होता है। तरल पदार्थ आमतौर पर गर्म होने पर फैलते हैं, और ठंडा होने पर सिकुड़ते हैं। 0°C और 4°C के बीच का पानी एक उल्लेखनीय अपवाद है।<ref>{{Citation | ||
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दूसरी ओर, तरल पदार्थों में कम संपीड्यता होती है। उदाहरण के लिए, [[ मानक वायुमंडलीय दबाव ]] (बार) में प्रत्येक इकाई वृद्धि के लिए पानी प्रति मिलियन केवल 46.4 | |||
हालांकि, नगण्य संपीड्यता अन्य घटनाओं को जन्म देती है। | दूसरी ओर, तरल पदार्थों में कम संपीड्यता होती है। उदाहरण के लिए, [[ मानक वायुमंडलीय दबाव |मानक वायुमंडलीय दबाव]] (बार) में प्रत्येक इकाई वृद्धि के लिए पानी प्रति मिलियन केवल 46.4 भाग संकुचित होगा।<ref>{{cite web|url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/compress.html|title=तरल पदार्थों की संपीड्यता|website=hyperphysics.phy-astr.gsu.edu|access-date=8 May 2018|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20171207161845/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Tables/compress.html|archive-date=7 December 2017}}</ref> कमरे के तापमान पर लगभग 4000 बार (400 [[ मेगापास्कल |मेगापास्कल]] या 58,000 पाउंड प्रति वर्ग इंच) दबाव में पानी की मात्रा में केवल 11% की कमी का अनुभव होता है।<ref name="ReferenceA">''Intelligent Energy Field Manufacturing: Interdisciplinary Process Innovations'' By Wenwu Zhang -- CRC Press 2011 Page 144</ref> असंपीड़नीयता, द्रव को हाइड्रोलिक्स के लिए उपयुक्त बनाती है, क्योंकि द्रव में एक बिंदु पर दबाव में परिवर्तन तरल के हर दूसरे हिस्से में कम से कम प्रसारित होता है और संपीड़न के रूप में बहुत कम ऊर्जा खोती है।<ref>Knight (2008) p. 454</ref> | ||
हालांकि, नगण्य संपीड्यता अन्य घटनाओं को जन्म देती है। बैंगिंग ऑफ़ पाइप्स, जिसे [[ पानी के पाइप के अंदर आवाज |वाटर हैमर]] कहा जाता है, तब होता है जब एक वाल्व अचानक बंद हो जाता है, जिससे वाल्व पर एक बड़ा दबाव-स्पाइक बन जाता है जो ध्वनि की गति के तहत सिस्टम के माध्यम से पीछे की ओर यात्रा करता है। तरल की असंपीड़ता के कारण होने वाली एक अन्य घटना [[ गुहिकायन |गुहिकायन]] है। चूंकि तरल पदार्थों में बहुत कम [[ लोच (भौतिकी) |लोच]] होता है, इसलिए उन्हें सचमुच अत्यधिक हलचल या दिशा में नाटकीय परिवर्तन के क्षेत्रों में अलग-अलग किया जा सकता है, जैसे नाव प्रोपेलर के पीछे के किनारे या पाइप में तीव्र कोने। कम दबाव (वैक्यूम) के क्षेत्र में तरल वाष्पीकृत हो जाता है और बुलबुले बनाता है, जो उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में प्रवेश करते ही फूट जाते हैं। यह तरल को बुलबुले द्वारा छोड़ी गयी जगहों को जबरदस्त स्थानीयकृत बल से भरने का कारण बनता है जो किसी भी आसन्न ठोस सतह को नष्ट कर देता है।<ref>''Fluid Mechanics and Hydraulic Machines'' by S. C. Gupta -- Dorling-Kindersley 2006 Page 85</ref> | |||
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| सातत्यक यांत्रिकी |
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तरल प्रायः संपीड्यता द्रव है जो अपने कंटेनर का आकार ले लेता है लेकिन किसी भी दबाव से स्वतंत्र (लगभग) स्थिर मात्रा को बरकरार रखता है। वास्तव में, यह पदार्थ की अवस्था चार मूलभूत अवस्थाओं में से एक है (अन्य ठोस, गैस और प्लाज्मा हैं), और एक निश्चित आयतन वाला एकमात्र अवस्था है जिसका कोई निश्चित आकार नहीं है। तरल पदार्थ छोटे-छोटे कंपन कणों से बना होता है, जैसे कि परमाणु, जो अंतर-आणविक बंधों द्वारा एक साथ रखे जाते हैं। गैस की तरह, तरल प्रवाहित हो सकता है और एक कंटेनर का आकार ले सकता है। अधिकांश तरल पदार्थ संपीड़न का विरोध करते हैं, हालांकि अन्य को संपीड़ित किया जा सकता है। गैस के विपरीत, कंटेनर के हर स्थान को भरने के लिए तरल फैलता नहीं है, और काफी स्थिर घनत्व बनाए रखता है। तरल अवस्था की एक विशिष्ट गुण सतह तनाव है, जिससे गीलापन होता है। पानी अब तक पृथ्वी पर सबसे आम तरल है।
तरल का घनत्व आमतौर पर ठोस के करीब होता है, और गैस की तुलना में बहुत अधिक होता है। इसलिए, तरल और ठोस दोनों को संघनित पदार्थ कहा जाता है। दूसरी ओर, चूंकि तरल पदार्थ और गैसें प्रवाह करने की क्षमता साझा करते हैं, इसलिए वे दोनों तरल पदार्थ कहलाते हैं। हालांकि तरल पानी पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में है, पदार्थ की यह अवस्था वास्तव में ज्ञात ब्रह्मांड में सबसे कम आम है, क्योंकि तरल पदार्थों को मौजूद रहने के लिए अपेक्षाकृत संकीर्ण तापमान/दबाव सीमा की आवश्यकता होती है। ब्रह्मांड में सबसे अधिक ज्ञात पदार्थ गैसीय रूप में है (पता लगाने योग्य ठोस पदार्थ की जानकारी के साथ) तारों के भीतर इंटरस्टेलर क्लाउड्स या प्लाज्मा के रूप में।
परिचय
तरल, पदार्थ की अवस्था में से एक है, अन्य ठोस, गैस और प्लाज्मा हैं। यह एक तरल पदार्थ है। ठोस के विपरीत, तरल में अणुओं को गति करने की अधिक स्वतंत्रता होती है। ठोस में अणुओं को एक साथ बांधने वाली ताकतें तरल में केवल अस्थायी होती हैं, जिससे तरल प्रवाहित होता है जबकि ठोस कठोर रहता है।
तरल, गैस की तरह, द्रव के गुणों को प्रदर्शित करता है। तरल प्रवाहित हो सकता है, एक कंटेनर के आकार को ग्रहण कर सकता है, और, यदि एक सीलबंद कंटेनर में रखा जाता है, तो कंटेनर में प्रत्येक सतह पर समान रूप से लागू दबाव वितरित करेगा। यदि तरल को बैग में रखा जाता है, तो इसे किसी भी आकार में दबाया जा सकता है। गैस के विपरीत, तरल लगभग असम्पीडित होता है, जिसका अर्थ है कि यह दबावों की एक विस्तृत श्रृंखला पर लगभग एक स्थिर मात्रा में रहता है; यह आम तौर पर एक कंटेनर में उपलब्ध स्थान को भरने के लिए विस्तारित नहीं होता है, लेकिन अपनी सतह बनाता है, और यह हमेशा किसी अन्य तरल के साथ आसानी से मिश्रण नहीं कर सकता है। ये गुण जलगति विज्ञान जैसे अनुप्रयोगों के लिए तरल को उपयुक्त बनाते हैं।
तरल कण मजबूती से बंधे होते हैं लेकिन कठोरता से नहीं। वे एक दूसरे के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम हैं, जिसके परिणामस्वरूप सीमित मात्रा में कण गतिशीलता होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं के बढ़े हुए कंपन के कारण अणुओं के बीच दूरियां बढ़ती हैं। जब कोई तरल अपने क्वथनांक तक पहुँच जाता है, तो अणुओं को एक साथ बाँधने वाली संयोजक शक्तियाँ टूट जाती हैं, और तरल अपनी गैसीय अवस्था में बदल जाता है (जब तक कि सुपरहीटिंग न हो)। यदि तापमान कम हो जाता है, तो अणुओं के बीच की दूरी कम हो जाती है। जब तरल अपने गलनांक पर पहुंच जाता है तो अणु आमतौर पर एक बहुत ही विशिष्ट क्रम में बंध जाते हैं, जिसे क्रिस्टलीकरण कहा जाता है, और उनके बीच के बंधन अधिक कठोर हो जाते हैं, जिससे तरल अपनी ठोस अवस्था में बदल जाता है (जब तक कि सुपरकूलिंग न हो)।
उदाहरण
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तापमान और दबाव के लिए मानक स्थितियों में केवल दो रासायनिक तत्व तरल होते हैं: पारा (तत्व) और ब्रोमिन चार और तत्वों के गलनांक कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर होते हैं: फ्रैनशियम, सीज़ियम, गैलियम और रूबिडीयाम ।[1] धातु मिश्र जो कमरे के तापमान पर तरल होते हैं, उनमें NaK , एक सोडियम-पोटेशियम धातु मिश्र धातु, गैलिस्टन, एक फ्यूज़िबल मिश्र धातु तरल, और कुछ अमलगम (पारा युक्त मिश्र धातु) शामिल हैं।
शुद्ध पदार्थ जो सामान्य परिस्थितियों में तरल होते हैं उनमें पानी, इथेनॉल और कई अन्य कार्बनिक विलायक शामिल हैं। रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान में तरल पानी का महत्वपूर्ण महत्व है; इसे जीवन के अस्तित्व के लिए एक आवश्यकता माना जाता है।
अकार्बनिक तरल पदार्थों में पानी, मैग्मा, अकार्बनिक गैर-जलीय विलायक और कई अम्ल शामिल हैं।
महत्वपूर्ण रोजमर्रा के तरल पदार्थों में जलीय घोल जैसे घरेलू विरंजित करना , खनिज तेल और गैसोलीन जैसे विभिन्न पदार्थों के अन्य मिश्रण, विनाईग्रेटे या मेयोनेज़ जैसे पायसन, रक्त की तरह निलंबन और रंग और दूध जैसे कोलाइड शामिल हैं।
कई गैसें तरल ऑक्सीजन, तरल नाइट्रोजन, तरल हाइड्रोजन और तरल हीलियम जैसे तरल पदार्थों को ठंडा करके गैसों का द्रवीकरण किया जा सकता है। हालाँकि, वायुमंडलीय दबाव पर सभी गैसों को द्रवित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइआक्साइड को केवल 5.1 एटीएम से ऊपर के दबाव में ही द्रवित किया जा सकता है।[2]
कुछ सामग्रियों को पदार्थ की आदर्श तीन अवस्थाओं में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, तरल स्फ़टिक ( लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले में प्रयुक्त) में सॉलिड-समान और लिक्विड-जैसे दोनों गुण होते हैं, और लिक्विड या सॉलिड से अलग पदार्थ की अपनी स्थिति से संबंधित होते हैं।
अनुप्रयोग
स्नेहक, विलायक और शीतलक के रूप में तरल पदार्थों के कई प्रकार के उपयोग होते हैं।
ट्राइबोलॉजी में, तरल पदार्थों का अध्ययन स्नेहक के रूप में उनके गुणों के लिए किया जाता है। तेल जैसे स्नेहक चिपचिपाहट और प्रवाह विशेषताओं के लिए चुने जाते हैं जो कलपुर्जों के ऑपरेटिंग तापमान रेंज में उपयुक्त होते हैं। तेल अक्सर इंजन, गियर बॉक्स, धातु-कार्यों और हाइड्रोलिक सिस्टम में उनके अच्छे स्नेहन गुणों के लिए उपयोग किया जाता है।[3]
अन्य तरल पदार्थ या ठोस को घोलने के लिए कई तरल पदार्थ विलायक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। विलयन विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में पाए जाते है