संघनन (Condensation ) और उसके रूप

संघनन और उसके रूप:

संघनन क्या है?

गैसीय अवस्था से द्रव या ठोस अवस्था में परिवर्तन की प्रक्रिया को संघनन कहते हैं। जब नम वायु को ठंडा किया जाता है, तो जलवाष्प को धारण करने की उसकी क्षमता उसमें मौजूद वास्तविक जलवाष्प से अधिक हो जाती है। जिस तापमान पर संतृप्ति होती है (अर्थात, आपेक्षिक आर्द्रता 100% हो जाती है) या जल वाष्प पानी में बदलना शुरू कर देता है, ओस बिंदु (dew point) के रूप में जाना जाता है। मुक्त वायु में, बहुत छोटे कणों के चारों ओर ठंडा होने से संघनन होता है जिसे संघनन नाभिक (condensation nuclei) कहा जाता है। समुद्र से धूल, धुएं और नमक के कण विशेष रूप से अच्छे नाभिक होते हैं क्योंकि वे जल को अवशोषित करते हैं। इन कणों को हीड्रोस्कोपिक (जल चाहने वाले) नाभिक कहा जाता है। यह स्पष्ट है कि संघनन दो कारकों पर निर्भर करता है- शीतलन की मात्रा और आपेक्षिक आर्द्रता। ये दो कारक वायु के आयतन, तापमान, दबाव और आर्द्रता से जुड़े हैं। इस प्रकार, संघनन निम्नलिखित चार स्थितियों में होता है:

(1) जब वायु का तापमान ओस बिंदु से नीचे गिर जाता है लेकिन इसका आयतन स्थिर रहता है।

(2) जब वायु का आयतन बिना ऊष्मा बढ़ाए बढ़ा दिया जाता है।

(3) जब तापमान और आयतन में एक संयुक्त परिवर्तन वायु की नमी धारण क्षमता को उसकी मौजूदा नमी सामग्री से कम कर देता है।

(4) जब वाष्पीकरण द्वारा वायु में अतिरिक्त नमी डाली जाती है।

रुद्धोष्म (Adiabatic) तापमान परिवर्तन:

ऊपर उठने पर वायु का आयतन विस्तार के कारण बढ़ जाता है। प्रति इकाई आयतन उपलब्ध ऊष्मा कम हो जाती है जिसके परिणामस्वरूप तापमान गिर जाता है। तापमान में ऐसा परिवर्तन जो वायु के आरोहण और विस्तार के कारण वायु से ऊष्मा को घटाए बिना होता है, रुद्धोष्म परिवर्तन कहलाता है। इस प्रकार का तापमान परिवर्तन वायु की नमी की मात्रा पर निर्भर करता है। असंतृप्त वायु में ऊँचाई के साथ तापमान में कमी संतृप्त वायु की तुलना में दुगनी होती है। बढ़ती हुई असंतृप्त वायु में जिस दर से तापमान घटता है उसे शुष्क रूद्धोष्म दर कहा जाता है, और संतृप्त वायु में इसे आर्द्र रूद्धोष्म दर कहा जाता है।

संक्षेपण के रूप:

ओस, पाला, कोहरा, कुहासा, बादल, वर्षा आदि संघनन के कारण होते हैं और इन्हें संघनन के रूपों के रूप में जाना जाता है।

(1) ओस- पृथ्वी की सतह दिन के समय गर्म होती है और रात में ठंडी हो जाती है। कभी-कभी ठंडक इतनी अधिक होती है कि पृथ्वी की सतह को छूने वाली वायु का तापमान ओस बिंदु से नीचे गिर जाता है। वायु में उपस्थित जलवाष्प संघनित होकर बूंदों के रूप में ठोस वस्तुओं जैसे पत्थर, घास के ब्लेड और पौधों की पत्तियों की ठंडी सतह पर जमा हो जाती है। इसे ओस के नाम से जाना जाता है। ओस के निर्माण के लिए निम्नलिखित परिस्थितियाँ अनुकूल हैं:

  • लंबी रातें- लंबी रातें पृथ्वी की सतह को ठंडा करने और उसे छूने वाली वायु के लिए पर्याप्त समय देती हैं। इसके परिणामस्वरूप तापमान ओस बिंदु से नीचे गिर जाता है और ओस का निर्माण होता है।
  • साफ आसमान- बादल आने वाली और बाहर जाने वाली ऊष्मा विकिरणों में बाधा डालते हैं। साफ आसमान दिन के दौरान पर्याप्त ताप और बड़े पैमाने पर वाष्पीकरण की अनुमति देता है। रात में ठंडक के कारण संघनन होता है और ओस बनती है।
  • शांत वायु- यदि वायु शांत है, तो यह लंबे समय तक पृथ्वी की सतह के संपर्क में रहेगी और ओस बिंदु तक ठंडी हो जाएगी और ओस बन जाएगी।
  • उच्च आपेक्षिक आर्द्रता- ओस के निर्माण के लिए उच्च आपेक्षिक आर्द्रता आवश्यक है। जहां आर्द्रता कम होती है, वहां तापमान ओस बिंदु से नीचे गिरने पर भी ओस नहीं बनती है।
  • ओस बिंदु हिमांक बिंदु से अधिक होना चाहिए- यदि ओसांक हिमांक बिंदु से नीचे आता है, तो ओस के स्थान पर पाला पड़ जाएगा।

(2) पाला (फ्रॉस्ट)- जब ओस बिंदु हिमांक बिंदु से नीचे होता है, तो जल वाष्प जल की बूंदों में संघनित नहीं होगा, बल्कि छोटे सफेद बर्फ कणों के रूप में पृथ्वी की सतह पर जमा हो जाएगा। बर्फ के इन कणों के एक बड़े क्षेत्र में बनने को पाला या सफेद पाला कहते हैं। फ्रॉस्ट तब बनता है जब वायु का तापमान तेजी से गिरता है जिससे वायु में मौजूद जलवाष्प बिना तरल अवस्था में आए सीधे ठोस कणों में बदल जाता है। सफेद पाले के बनने की स्थितियां ओस के निर्माण के समान ही होती हैं, सिवाय इसके कि वायु का तापमान हिमांक बिंदु पर या उससे कम होना चाहिए।

(3) कोहरा और कुहासा- कोहरा एक प्रकार का बादल होता है जिसका आधार जमीन पर या उसके पास होता है। यह तब बनता है जब बड़ी मात्रा में जलवाष्प वाले वायु द्रव्यमान का तापमान अचानक गिर जाता है और महीन धूल और धुएं के कणों के आसपास संघनन होता है। वातावरण धुएँ के रंग का दिखाई देता है और दृश्यता खराब (अक्सर एक किलोमीटर से भी कम) होती है। यह आमतौर पर सर्दियों की रातों में बनता है और सूर्योदय के बाद गायब हो जाता है।

शहरी और औद्योगिक केंद्रों में धुंआ प्रचुर मात्रा में नाभिक प्रदान करता है जो कोहरे और कुहासा के निर्माण में मदद करता है। ऐसी स्थिति जब कोहरे के साथ धुएं का मिश्रण हो जाता है, तो उसे स्मॉग कहा जाता है। धुंध और कोहरे में केवल इतना ही अंतर है कि धुंध में कोहरे की तुलना में अधिक नमी होती है। कुहासा और कोहरे में केवल इतना ही अंतर है कि कुहासा में कोहरे की तुलना में अधिक नमी होती है। कुहासा में, प्रत्येक नाभिक में नमी की एक मोटी परत होती है। पहाड़ों पर कुहासा अक्सर होते हैं क्योंकि ढलानों पर बढ़ती गर्म हवा ठंडी सतह से मिलती है। कोहरे कुहासा की तुलना में अधिक शुष्क होते हैं और वे वहां प्रचलित होते हैं जहां वायु की गर्म धाराएं ठंडी धाराओं के संपर्क में आती हैं। कोहरा छोटे बादल होते हैं जिनमें धूल, धुएं और नमक के कणों द्वारा प्रदान किए गए नाभिक के आसपास संघनन होता है।


वाष्पीकरण को प्रभावित करने वाले कारक
आर्द्रता (Humidity) और इसके प्रकार
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