جیسا کہ ہم اپنے ارد گرد نظر دوڑاتے ہیں، ہمیں مختلف اشکال، سائز اور ساخت کی چیزوں کی ایک بڑی قسم نظر آتی ہے۔ اس کائنات میں ہر چیز ایسے مادے سے بنی ہے جسے سائنسدانوں نے “مادہ” کا نام دیا ہے۔ ہماری سانس لینے والی ہوا، ہماری کھائی جانے والی خوراک، پتھر، بادل، ستارے، پودے اور جانور، یہاں تک کہ پانی کا ایک چھوٹا سا قطرہ یا ریت کا ایک ذرہ - ہر چیز مادہ ہے۔ ہم یہ بھی دیکھ سکتے ہیں کہ جب ہم ارد گرد دیکھتے ہیں تو اوپر بیان کردہ تمام چیزیں جگہ گھیرتی ہیں اور ان کا کمیت ہوتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں، ان میں کمیت اور حجم دونوں ہوتے ہیں۔

قدیم زمانے سے، انسان اپنے ارد گرد کو سمجھنے کی کوشش کرتا رہا ہے۔ قدیم ہندوستانی فلسفیوں نے مادہ کو پانچ بنیادی عناصر کی شکل میں درجہ بند کیا - “پنچ تتوا” - ہوا، زمین، آگ، آسمان اور پانی۔ ان کے مطابق ہر چیز، جاندار یا بے جان، ان پانچ بنیادی عناصر سے بنی تھی۔ قدیم یونانی فلسفیوں نے بھی مادہ کی اسی طرح کی درجہ بندی کی تھی۔

جدید دور کے سائنسدانوں نے مادہ کی دو قسم کی درجہ بندی ان کی طبیعی خصوصیات اور کیمیائی نوعیت کی بنیاد پر تیار کی ہے۔

اس باب میں ہم مادہ کے بارے میں اس کی طبیعی خصوصیات کی بنیاد پر سیکھیں گے۔ مادہ کے کیمیائی پہلوؤں پر بعد کے ابواب میں بات کی جائے گی۔

1.1 مادہ کی طبیعی نوعیت

1.1.1 مادہ ذرات سے مل کر بنا ہے

لمبے عرصے تک، مادہ کی نوعیت کے بارے میں دو مکتب فکر رائج تھے۔ ایک مکتب فکر کا خیال تھا کہ مادہ لکڑی کے ایک ٹکڑے کی طرح مسلسل ہے، جبکہ دوسرے کا خیال تھا کہ مادہ ریت کی طرح ذرات سے بنا ہے۔ آئیے مادہ کی نوعیت کے بارے میں فیصلہ کرنے کے لیے ایک سرگرمی انجام دیتے ہیں - کیا یہ مسلسل ہے یا ذرّاتی؟

سرگرمی 1.1

• ایک $100 mL$ بیکر لیں۔ بیکر کو آدھا پانی سے بھریں اور پانی کی سطح کو نشان زد کریں۔

• کچھ نمک/چینی کو شیشے کی سلاخ کی مدد سے حل کریں۔

• پانی کی سطح میں کوئی تبدیلی مشاہدہ کریں۔

• آپ کے خیال میں نمک کے ساتھ کیا ہوا ہے؟

• یہ کہاں غائب ہوتا ہے؟

• کیا پانی کی سطح بدلتی ہے؟

ان سوالات کے جوابات دینے کے لیے ہمیں اس خیال کو استعمال کرنے کی ضرورت ہے کہ مادہ ذرات سے بنا ہے۔ چمچ میں جو کچھ تھا، نمک یا چینی، اب پورے پانی میں پھیل گیا ہے۔ یہ شکل 1.1 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 1.1: جب ہم پانی میں نمک حل کرتے ہیں، تو نمک کے ذرات پانی کے ذرات کے درمیان خالی جگہوں میں چلے جاتے ہیں۔

1.1.2 مادہ کے یہ ذرات کتنے چھوٹے ہیں؟

سرگرمی 1.2

• پوٹاشیم پرمنگنیٹ کے $2-3$ کرسٹل لیں اور انہیں $100 mL$ پانی میں حل کریں۔$\cdot$

• اس محلول کا تقریباً $10 mL$ نکالیں اور اسے صاف پانی کے $90 mL$ میں ڈالیں۔

• اس محلول کا $10 mL$ نکالیں اور اسے صاف پانی کے دوسرے $90 mL$ میں ڈالیں۔ اس طرح محلول کو 5 سے 8 بار تک پتلا کرتے رہیں۔

• کیا پانی اب بھی رنگین ہے؟

شکل 1.2: مادہ کے ذرات کتنے چھوٹے ہیں اس کا اندازہ لگانا۔ ہر پتلا کرنے کے ساتھ، اگرچہ رنگ ہلکا ہو جاتا ہے، لیکن یہ اب بھی نظر آتا ہے۔

یہ تجربہ دکھاتا ہے کہ پوٹاشیم پرمنگنیٹ کے صرف چند کرسٹل پانی کی ایک بڑی مقدار (تقریباً $1000 L$) کو رنگین کر سکتے ہیں۔ لہذا ہم اس نتیجے پر پہنچتے ہیں کہ پوٹاشیم پرمنگنیٹ کے صرف ایک کرسٹل میں لاکھوں چھوٹے ذرات ہونے چاہئیں، جو خود کو چھوٹے اور چھوٹے ذرات میں تقسیم کرتے رہتے ہیں۔

یہی سرگرمی پوٹاشیم پرمنگنیٹ کے بجائے ڈیٹول کے $2 ml$ کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہے۔ بار بار پتلا کرنے پر بھی بو کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔

مادہ کے ذرات بہت چھوٹے ہیں وہ ہمارے تصور سے بھی چھوٹے ہیں!!!!

1.2 مادہ کے ذرات کی خصوصیات

1.2.1 مادہ کے ذرات کے درمیان خلا ہوتا ہے

سرگرمی 1.1 اور 1.2 میں ہم نے دیکھا کہ چینی، نمک، ڈیٹول، یا پوٹاشیم پرمنگنیٹ کے ذرات پانی میں یکساں طور پر پھیل گئے۔ اسی طرح، جب ہم چائے، کافی یا لیموں پانی بناتے ہیں، تو ایک قسم کے مادہ کے ذرات دوسرے کے ذرات کے درمیان خالی جگہوں میں چلے جاتے ہیں۔ یہ دکھاتا ہے کہ مادہ کے ذرات کے درمیان کافی جگہ ہوتی ہے۔

1.2.2 مادہ کے ذرات مسلسل حرکت کر رہے ہیں

سرگرمی 1.3

• ایک بجھا ہوا عود کی سلاخ اپنی کلاس کے ایک کونے میں رکھیں۔ اس کی بو پانے کے لیے آپ کو اس کے قریب کتنا قریب جانا پڑتا ہے؟

• اب عود کی سلاخ جلا دیں۔ کیا ہوتا ہے؟ کیا آپ کو دور بیٹھے ہوئے بو آتی ہے؟

• اپنے مشاہدات ریکارڈ کریں۔

سرگرمی 1.4

• پانی سے بھرے دو گلاس/بیکر لیں۔

• پہلے بیکر کے کناروں کے ساتھ آہستہ اور احتیاط سے نیلے یا سرخ روشنائی کا ایک قطرہ ڈالیں اور دوسرے بیکر میں اسی طرح شہد ڈالیں۔

• انہیں اپنے گھر میں یا کلاس کے کونے میں بغیر ہلائے چھوڑ دیں۔

• اپنے مشاہدات ریکارڈ کریں۔

• روشنائی کا قطرہ ڈالنے کے فوراً بعد آپ کیا مشاہدہ کرتے ہیں؟

• شہد کا ایک قطرہ ڈالنے کے فوراً بعد آپ کیا مشاہدہ کرتے ہیں؟

• روشنائی کا رنگ پورے پانی میں یکساں طور پر پھیلنے میں کتنے گھنٹے یا دن لگتے ہیں؟

سرگرمی 1.5

• تانبے کے سلفیٹ یا پوٹاشیم پرمنگنیٹ کا ایک کرسٹل گرم پانی کے ایک گلاس میں اور دوسرے میں ٹھنڈے پانی والے گلاس میں ڈالیں۔ محلول کو ہلائیں نہیں۔ کرسٹلز کو نیچے بیٹھنے دیں۔

• گلاس میں ٹھوس کرسٹل کے بالکل اوپر آپ کیا مشاہدہ کرتے ہیں؟

• وقت گزرنے کے ساتھ کیا ہوتا ہے؟

• ٹھوس اور مائع کے ذرات کے بارے میں یہ کیا بتاتا ہے؟

• کیا اختلاط کی شرح درجہ حرارت کے ساتھ بدلتی ہے؟ کیوں اور کیسے؟

اوپر دی گئی تین سرگرمیوں ($1.3,1.4$ اور 1.5) سے، ہم مندرجہ ذیل نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں:

مادہ کے ذرات مسلسل حرکت کر رہے ہیں، یعنی، ان میں وہ ہوتا ہے جسے ہم حرکی توانائی کہتے ہیں۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، ذرات تیزی سے حرکت کرتے ہیں۔ لہذا، ہم کہہ سکتے ہیں کہ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ ذرات کی حرکی توانائی بھی بڑھ جاتی ہے۔

اوپر دی گئی تین سرگرمیوں میں ہم مشاہدہ کرتے ہیں کہ مادہ کے ذرات اپنے آپ ایک دوسرے کے ساتھ مل جاتے ہیں۔ وہ ذرات کے درمیان خالی جگہوں میں جا کر ایسا کرتے ہیں۔ دو مختلف قسم کے مادہ کے ذرات کا اپنے آپ آپس میں ملنا انتشار کہلاتا ہے۔ ہم یہ بھی مشاہدہ کرتے ہیں کہ گرم کرنے پر، انتشار تیز ہو جاتا ہے۔ ایسا کیوں ہوتا ہے؟

1.2.3 مادہ کے ذرات ایک دوسرے کو اپنی طرف کھینچتے ہیں

سرگرمی 1.6

• میدان میں یہ کھیل کھیلیں- چار گروپ بنائیں اور تجویز کردہ طریقے سے انسانی زنجیریں بنائیں:

• پہلے گروپ کو ایک دوسرے کو پیچھے سے پکڑنا چاہیے اور بازوؤں کو ایڈو-مشمی رقاصوں کی طرح جوڑنا چاہیے (شکل 1.3)۔

• دوسرے گروپ کو ہاتھ پکڑ کر ایک انسانی زنجیر بنانی چاہیے۔

• تیسرے گروپ کو صرف اپنی انگلیوں کے سروں سے ایک دوسرے کو چھو کر ایک زنجیر بنانی چاہیے۔

• اب، طلباء کے چوتھے گروپ کو دوڑنا چاہیے اور تینوں انسانی زنجیروں کو ایک ایک کر کے توڑنے کی کوشش کرنی چاہیے، جتنا ممکن ہو چھوٹے گروپوں میں۔

• کون سا گروپ توڑنا سب سے آسان تھا؟ کیوں؟

شکل 1.3

اگر ہم ہر طالب علم کو مادہ کا ایک ذرہ سمجھیں، تو کس گروپ میں ذرات نے ایک دوسرے کو زیادہ سے زیادہ قوت سے پکڑا ہوا تھا؟

سرگرمی 1.7

• ایک لوہے کی کیل، چاک کا ایک ٹکڑا اور ایک ربڑ بینڈ لیں۔

• انہیں ہتھوڑے مار کر، کاٹ کر یا کھینچ کر توڑنے کی کوشش کریں۔

• آپ کے خیال میں اوپر دیے گئے تین مادوں میں سے کس میں ذرات زیادہ قوت سے ایک دوسرے کے ساتھ جڑے ہوئے ہیں؟

سرگرمی 1.8

• ایک برتن میں کچھ پانی لیں، اپنی انگلیوں سے پانی کی سطح کاٹنے کی کوشش کریں۔

• کیا آپ پانی کی سطح کاٹنے میں کامیاب ہوئے؟

• پانی کی سطح کے ایک ساتھ رہنے کی پیچھے کیا وجہ ہو سکتی ہے؟

اوپر دی گئی تین سرگرمیاں (1.6, 1.7 اور 1.8) بتاتی ہیں کہ مادہ کے ذرات کے درمیان قوت عمل کر رہی ہے۔ یہ قوت ذرات کو ایک ساتھ رکھتی ہے۔ کشش کی اس قوت کی طاقت ایک قسم کے مادہ سے دوسرے میں مختلف ہوتی ہے۔

1.3 مادہ کی حالتیں

اپنے ارد گرد مختلف قسم کے مادہ کا مشاہدہ کریں۔ اس کی مختلف حالتیں کیا ہیں؟ ہم دیکھ سکتے ہیں کہ ہمارے ارد گرد کا مادہ تین مختلف حالتوں میں موجود ہے- ٹھوس، مائع اور گیس۔ مادہ کی یہ حالتیں مادہ کے ذرات کی خصوصیات میں تغیر کی وجہ سے پیدا ہوتی ہیں۔

اب، آئیے ان تینوں حالتوں کی خصوصیات کے بارے میں تفصیل سے مطالعہ کریں۔

1.3.1 ٹھوس حالت

سرگرمی 1.9

• درج ذیل اشیاء جمع کریں - ایک قلم، ایک کتاب، ایک سوئی اور لکڑی کی ایک چھڑی۔

• اپنی نوٹ بک میں ان اشیاء کے گرد پنسل گھما کر ان کی شکل بنائیں۔

• کیا ان سب کی ایک مخصوص شکل، واضح حدود اور ایک مقررہ حجم ہے؟

• اگر انہیں ہتھوڑے سے مارا جائے، کھینچا جائے یا گرایا جائے تو کیا ہوتا ہے؟

• کیا یہ ایک دوسرے میں پھیلنے (ڈفیوز) کی صلاحیت رکھتے ہیں؟

• قوت لگا کر انہیں دبانے کی کوشش کریں۔ کیا آپ انہیں دبا سکتے ہیں؟

اوپر دی گئی تمام مثالیں ٹھوس کی ہیں۔ ہم مشاہدہ کر سکتے ہیں کہ ان سب کی ایک مخصوص شکل، واضح حدود اور مقررہ حجم ہوتا ہے، یعنی، ان کی دباؤ کے تحت کمپریسیبلٹی نہ ہونے کے برابر ہوتی ہے۔ ٹھوس بیرونی قوت کے تابع اپنی شکل برقرار رکھنے کا رجحان رکھتے ہیں۔ ٹھوس قوت کے تحت ٹوٹ سکتے ہیں لیکن ان کی شکل بدلنا مشکل ہوتا ہے، اس لیے وہ سخت ہوتے ہیں۔

درج ذیل پر غور کریں:

(الف) ربڑ بینڈ کے بارے میں کیا خیال ہے، کیا یہ کھینچنے پر اپنی شکل بدل سکتا ہے؟ کیا یہ ٹھوس ہے؟

(ب) چینی اور نمک کے بارے میں کیا خیال ہے؟ جب انہیں مختلف مرتبانوں میں رکھا جاتا ہے تو یہ مرتبان کی شکل اختیار کر لیتے ہیں۔ کیا یہ ٹھوس ہیں؟

(ج) اسفنج کے بارے میں کیا خیال ہے؟ یہ ٹھوس ہے پھر بھی ہم اسے دبا سکتے ہیں۔ کیوں؟

اوپر دیے گئے تمام ٹھوس ہیں کیونکہ:

• ربڑ بینڈ قوت کے تحت شکل بدلتا ہے اور جب قوت ہٹا دی جاتی ہے تو وہی شکل واپس حاصل کر لیتا ہے۔ اگر ضرورت سے زیادہ قوت لگائی جائے تو یہ ٹوٹ جاتا ہے۔
• ہر چینی یا نمک کے کرسٹل کی شکل مقرر رہتی ہے، چاہے ہم اسے اپنے ہاتھ میں لیں، پلیٹ میں رکھیں یا مرتبان میں۔
• اسفنج میں باریک سوراخ ہوتے ہیں، جن میں ہوا پھنس جاتی ہے، جب ہم اسے دباتے ہیں، ہوا باہر نکل جاتی ہے اور ہم اسے دبا سکتے ہیں۔

1.3.2 مائع حالت

سرگرمی 1.10

• درج ذیل جمع کریں:

(الف) پانی، کھانا پکانے کا تیل، دودھ، جوس، ایک کولڈ ڈرنک۔

(ب) مختلف شکلوں کے برتن۔ لیبارٹری سے ایک پیمائشی سلنڈر کا استعمال کرتے ہوئے ان برتنوں پر $50 mL$ نشان لگائیں۔

• اگر یہ مائع فرش پر گر جائیں تو کیا ہوگا؟

• کسی ایک مائع کا $50 mL$ ناپیں اور اسے ایک ایک کر کے مختلف برتنوں میں منتقل کریں۔

• کیا حجم ایک جیسا رہتا ہے؟

• کیا مائع کی شکل ایک جیسی رہتی ہے؟

• جب آپ مائع کو ایک برتن سے دوسرے میں ڈالتے ہیں، تو کیا یہ آسانی سے بہتا ہے؟

ہم مشاہدہ کرتے ہیں کہ مائعات کی کوئی مقررہ شکل نہیں ہوتی لیکن ان کا ایک مقررہ حجم ہوتا ہے۔ وہ اس برتن کی شکل اختیار کر لیتے ہیں جس میں انہیں رکھا جاتا ہے۔ مائعات بہتے ہیں اور شکل بدلتے ہیں، اس لیے وہ سخت نہیں ہوتے بلکہ انہیں سیال کہا جا سکتا ہے۔

سرگرمی 1.4 اور 1.5 کا حوالہ دیں جہاں ہم نے دیکھا کہ ٹھوس اور مائعات مائعات میں پھیل سکتے ہیں۔ فضا کی گیسیں پانی میں پھیل کر حل ہو جاتی ہیں۔ یہ گیسیں، خاص طور پر آکسیجن اور کاربن ڈائی آکسائیڈ، آبی جانوروں اور پودوں کی بقا کے لیے ضروری ہیں۔

تمام جانداروں کو بقا کے لیے سانس لینے کی ضرورت ہوتی ہے۔ آبی جانور پانی میں حل شدہ آکسیجن کی موجودگی کی وجہ سے پانی کے اندر سانس لے سکتے ہیں۔ اس طرح، ہم یہ نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں کہ ٹھوس، مائعات اور گیسیں مائعات میں پھیل سکتے ہیں۔ مائعات کے پھیلاؤ کی شرح ٹھوس سے زیادہ ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ مائع حالت میں، ذرات آزادانہ طور پر حرکت کرتے ہیں اور ٹھوس حالت کے ذرات کے مقابلے میں ایک دوسرے کے درمیان زیادہ جگہ ہوتی ہے۔

1.3.3 گیس کی حالت

کیا آپ نے کبھی ایک غبارہ فروش کو گیس کے ایک سلنڈر سے بڑی تعداد میں غبارے بھرتے دیکھا ہے؟ اس سے پوچھیں کہ وہ ایک سلنڈر سے کتنے غبارے بھر سکتا ہے۔ اس سے پوچھیں کہ اس کے سلنڈر میں کون سی گیس ہے۔

سرگرمی 1.11

• تین $100 mL$ سرنجیں لیں اور ان کے نوزل کو ربڑ کے کارک سے بند کریں، جیسا کہ شکل 1.4 میں دکھایا گیا ہے۔

• تمام سرنجوں سے پسٹن نکال دیں۔

• ایک سرنج کو بغیر چھیڑے چھوڑ کر، دوسری میں پانی بھریں اور تیسری میں چاک کے ٹکڑے ڈالیں۔

• پسٹن کو واپس سرنجوں میں ڈالیں۔ پسٹن کو سرنجوں میں ہموار حرکت کے لیے ڈالنے سے پہلے آپ ان پر تھوڑا سا ویسلین لگا سکتے ہیں۔

• اب، ہر سرنج میں پسٹن کو دھکیل کر مواد کو دبانے کی کوشش کریں۔

شکل 1.4

• آپ کیا مشاہدہ کرتے ہیں؟ کس صورت میں پسٹن آسانی سے اندر دھکیلا گیا؟

• آپ اپنے مشاہدات سے کیا نتیجہ اخذ کرتے ہیں؟

ہم نے مشاہدہ کیا ہے کہ گیسیں ٹھوس اور مائعات کے مقابلے میں انتہائی کمپریسیبل ہیں۔ ایل پی جی (مائع پٹرولیم گیس) کا سلنڈر جو ہمیں گھر میں کھانا پکانے کے لیے ملتا ہے یا ہسپتالوں کو سلنڈروں میں فراہم کی جانے والی آکسیجن کمپریسڈ گیس ہے۔ کمپریسڈ نیچرل گیس (سی این جی) آج کل گاڑیوں میں ایندھن کے طور پر استعمال ہوتی ہے۔ اس کی اعلیٰ کمپریسیبلٹی کی وجہ سے، گیس کی بڑی مقدار کو ایک چھوٹے سلنڈر میں دبا کر آسانی سے منتقل کیا جا سکتا ہے۔

ہمیں یہ پتہ چل جاتا ہے کہ باورچی خانے میں کیا پک رہا ہے بغیر وہاں داخل ہوئے، بو سے جو ہماری نتھنوں تک پہنچتی ہے۔ یہ بو ہم تک کیسے پہنچتی ہے؟ کھانے کی خوشبو کے ذرات ہوا کے ذرات کے ساتھ مل جاتے ہیں جو باورچی خانے سے پھیلتے ہیں، ہم تک پہنچتے ہیں اور اس سے بھی دور تک جاتے ہیں۔ گرم پکے ہوئے کھانے کی بو سیکنڈوں میں ہم تک پہنچ جاتی ہے؛ اس کا موازنہ ٹھوس اور مائعات کے پھیلاؤ کی شرح سے کریں۔ ذرات کی اعلیٰ رفتار اور ان کے درمیان بڑی جگہ کی وجہ سے، گیسیں دیگر گیسیں میں بہت تیزی سے پھیلنے کی خصوصیت دکھاتی ہیں۔

گیس کی حالت میں، ذرات بے ترتیبی سے اعلیٰ رفتار پر حرکت کرتے ہیں۔ اس بے ترتیب حرکت کی وجہ سے، ذرات ایک دوسرے سے اور برتن کی دیواروں سے بھی ٹکراتے ہیں۔ گیس کا ڈالا جانے والا دباؤ گیس کے ذرات کی طرف سے برتن کی دیواروں پر فی یونٹ ایریا پر لگائی جانے والی اس قوت کی وجہ سے ہوتا ہے۔

شکل 1.5: $a, b$ اور $c$ مادہ کی تینوں حالتوں کی بڑی کی گئی تصویری خاکے دکھاتے ہیں۔ ذرات کی حرکت کو مادہ کی تینوں حالتوں میں دیکھا اور موازنہ کیا جا سکتا ہے۔

1.4 کیا مادہ اپنی حالت بدل سکتا ہے؟

ہم سب اپنے مشاہدے سے جانتے ہیں کہ پانی مادہ کی تین حالتوں میں موجود ہو سکتا ہے-

• ٹھوس، برف کی شکل میں،

• مائع، عام پانی کی شکل میں، اور

• گیس، پانی کے بخارات کی شکل میں۔

حالت میں اس تبدیلی کے دوران مادہ کے اندر کیا ہوتا ہے؟ حالتوں میں تبدیلی کے دوران مادہ کے ذرات کے ساتھ کیا ہوتا ہے؟ حالت کی یہ تبدیلی کیسے ہوتی ہے؟ ہمیں ان سوالات کے جوابات کی ضرورت ہے، ہے نا؟

1.4.1 درجہ حرارت میں تبدیلی کا اثر

سرگرمی 1.12

• بیکر میں تقریباً $150 g$ برف لیں اور ایک لیبارٹری تھرمامیٹر اس طرح لٹکائیں کہ اس کا بلب برف کے ساتھ رابطے میں ہو، جیسا کہ شکل 1.6 میں ہے۔

(الف)

(ب)

شکل 1.6: (الف) برف کا پانی میں تبدیل ہونا، (ب) پانی کا پانی کے بخارات میں تبدیل ہونا

• بیکر کو ہلکی آنچ پر گرم کرنا شروع کریں۔ وہ درجہ حرارت نوٹ کریں جب برف پگھلنا شروع ہوتی ہے۔

• وہ درجہ حرارت نوٹ کریں جب تمام برف پانی میں تبدیل ہو جاتی ہے۔

• ٹھوس سے مائع حالت میں اس تبدیلی کے لیے اپنے مشاہدات ریکارڈ کریں۔

• اب، بیکر میں ایک شیشے کی سلاخ ڈالیں اور ہلاتے ہوئے گرم کریں جب تک کہ پانی ابلنا شروع نہ ہو جائے۔

• تھرمامیٹر کی ریڈنگ پر احتیاط سے نظر رکھیں جب تک کہ زیادہ تر پانی بخارات میں تبدیل نہ ہو جائے۔

• مائع حالت میں پانی کے گیس کی حالت میں تبدیل ہونے کے لیے اپنے مشاہدات ریکارڈ کریں۔

ٹھوس کے درجہ حرارت میں اضافے پر، ذرات کی حرکی توانائی بڑھ جاتی ہے۔ حرکی توانائی میں اضافے کی وجہ سے، ذرات زیادہ تیزی سے کمپن کرنے لگتے ہیں۔ حرارت کی طرف سے فراہم کردہ توانائی ذرات کے درمیان کشش کی قوتوں پر قابو پا لیتی ہے۔ ذرات اپنی مقررہ پوزیشنوں کو چھوڑ دیتے ہیں اور زیادہ آزادانہ طور پر حرکت کرنے لگتے ہیں۔ ایک مرحلہ ایسا آتا ہے جب ٹھوس پگھل جاتا ہے اور مائع میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ کم از کم درجہ حرارت جس پر کوئی ٹھوس پگھل کر مائع بن جاتا ہے، فضا کے دباؤ پر اس کا پگھلنے کا نقطہ کہلاتا ہے۔

کسی ٹھوس کا پگھلنے کا نقطہ اس کے ذرات کے درمیان کشش کی قوت کی طاقت کی نشاندہی کرتا ہے۔

برف کا پگھلنے کا نقطہ $273.15 K^{*}$ ہے۔ پگھلنے کا عمل، یعنی ٹھوس حالت کا مائع حالت میں تبدیل ہونا فیوژن بھی کہلاتا ہے۔ جب کوئی ٹھوس پگھلتا ہے، تو اس کا درجہ حرارت ایک جیسا رہتا ہے، تو حرارتی توانائی کہاں جاتی ہے؟

آپ نے ضرور مشاہدہ کیا ہوگا، پگھلنے کے تجربے کے دوران، کہ نظام کا درجہ حرارت پگھلنے کے نقطے تک پہنچنے کے بعد نہیں بدلتا، جب تک کہ تمام برف پگھل نہ جائے۔ ایسا ہوتا ہے حالانکہ ہم بیکر کو گرم کرتے رہتے ہیں، یعنی ہم حرارت فراہم کرتے رہتے ہیں۔ یہ حرارت حالت بدلنے میں استعمال ہو جاتی ہے ذرات کے درمیان کشش کی قوتوں پر قابو پا کر۔ چونکہ یہ حرارتی توانائی برف کے ذریعے درجہ حرارت میں اضافے کے بغیر جذب ہوتی ہے، اسے خفیہ حرارت سمجھا جاتا ہے۔ لفظ “لیٹنٹ” کا مطلب ہے پوشیدہ۔ حرارتی توانائی کی وہ مقدار جو $1 kg$ ٹھوس کو اس کے پگھلنے کے نقطے پر فضا کے دباؤ پر مائع میں تبدیل کرنے کے لیے درکار ہوتی ہے، فیوژن کی خفیہ حرارت کہلاتی ہے۔ لہذا، $0^{\circ} C(273 K)$ پر پانی کے ذرات میں اسی درجہ حرارت پر برف کے ذرات کے مقابلے میں زیادہ توانائی ہوتی ہے۔

جب ہم پانی کو حرارتی توانائی فراہم کرتے ہیں، تو ذرات اور بھی تیزی سے حرکت کرنے لگتے ہیں۔ ایک خاص درجہ حرارت پر، ایک نقطہ ایسا آتا ہے جب ذرات میں ایک دوسرے کی کشش کی قوتوں سے آزاد ہونے کے لیے کافی توانائی ہوتی ہے۔ اس درجہ حرارت پر مائع گیس میں تبدیل ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ وہ درجہ حرارت جس پر کوئی مائع فضا کے دباؤ پر ابلنا شروع ہوتا ہے، اس کا ابلتا نقطہ کہلاتا ہے۔ ابلنا ایک بلک (مجموعی) رجحان ہے۔ مائع کے مجموعے کے ذرات گیس کی حالت میں تبدیل ہونے کے لیے کافی توانائی حاصل کر لیتے ہیں۔

پانی کے لیے یہ درجہ حرارت ہے

$$373 \mathrm{~K}\left(100{ }^{\circ} \mathrm{C}=\right. 273+100=373 \mathrm{~K})$$

کیا آپ بخارات بننے کی خفیہ حرارت کی تعریف کر سکتے ہیں؟ اسی طرح کریں جیسے ہم نے فیوژن کی خفیہ حرارت کی تعریف کی ہے۔ بخارات میں، یعنی $373 K(100^{\circ} C)$ پر پانی کے بخارات میں ذرات میں اسی درجہ حرارت پر پانی کے ذرات سے زیادہ توانائی ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ بخارات کے ذرات نے بخارات بننے کی خفیہ حرارت کی شکل میں اضافی توانائی جذب کر لی ہے۔

لہذا، ہم نتیجہ اخذ کرتے ہیں کہ مادہ کی حالت کو درجہ حرارت بدل کر دوسری حالت میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

ہم نے سیکھا ہے کہ ہمارے ارد گرد کی اشیاء حرارت لگانے پر حالت بدلتی ہیں، ٹھوس سے مائع اور مائع سے گیس۔ لیکن

نوٹ: کیلون درجہ حرارت کی ایس آئی یونٹ ہے، $0^{\circ} C=273.15 K$۔ سہولت کے لیے، ہم اعشاریہ کو گول کرنے کے بعد $0^{\circ} C=273 K$ لیتے ہیں۔ کیلون اسکیل پر درجہ حرارت کو سیلسیس اسکیل پر بدل