4.2 - පදාර්ථයේ භෞතික ගුණ ප්‍රයෝජනයට ගැනීම
4.2.1 සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය සහ සංශුද්ධ නොවන ද්‍රව්‍ය
නයිට්රජන් වායුව අඩංගු වායු සිලින්ඩරයක් හා සාමාන්‍ය වාතය අඩංගු වායු සිලින්ඩරයක් සලකා බලන්න. නයිට්රජන් වායුව අඩංගු වායු සිලින්ඩරයක අඩංගු වන්නේ නයිට්රජන් වායුව පමණි. සාමාන්‍ය වාතය අඩංගු වායු සිලින්ඩරයේ නයිට්රජන්, ඔක්සිජන්, ආගන් හා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වැනි වායු කිහිපයක් අඩංගු ය. පානීය ජලය සැලකූ විට එහි ජලයට අමතරව ජලයේ දිය වූ වායු හා විවිධ ලවණ අඩංගු ය. එහෙත් සංශුද්ධ ජලයේ ඇත්තේ ජලය පමණි.
මේ පිළිබඳව තවදුරටත් සොයා බැලීමට 4.6 ක්‍රියාකාරකමෙහි නිරත වෙමු.
වගුවේ සඳහන් කළ ද්‍රව්‍යවලින් සීනි, රිදී, සංශුද්ධ ජලය, ඇලූමිනියම්, යකඩ සහ තඹ, සලකා බැලු විට ඒවායේ සංඝටක එකක් පමණක් අඩංගු බව පැහැදිලි ය. ලූණු ද්‍රාවණය, තේ පානය සහ පානීය ජලයෙහි සංඝටක එකකට වඩා වැඩි ගණනක් ඇති බවත් හඳුනා ගැනීමට හැකි වනු ඇත.
මේ අනුව අඩංගු සංඝටක පදනම් කර ගෙන පදාර්ථ පහත දැක්වෙන පරිදි ප්‍රධාන කොටස් දෙකකට බෙදිය හැකි ය.
- සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය - එක් සංඝටකයක් පමණක් අඩංගු වන පදාර්ථ
- සංශුද්ධ නොවන ද්‍රව්‍ය - සංඝටක දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් අඩංගු වන පදාර්ථ
සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය :
නිශ්චිත ගුණ දරන සංඝටක එකක් පමණක් අඩංගු වන, එනම් නියත සංයුතියක් ඇති ද්‍රව්‍ය සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ.
ඒ අනුව ඉහත 4.3 වගුවේ සඳහන් සීනි, තඹ, සංශුද්ධ ජලය, ඇලූමිනියම්, රිදී හා යකඩ සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය වේ.
සංශුද්ධ ද්‍රව්‍යවල ස්වභාවය පදනම් කරගෙන ඒවා මූලද්‍රව්‍ය හා සංයෝග ලෙස කොටස් දෙකකට බෙදිය හැකි ය.
මූලද්‍රව්‍ය
සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය යටතේ වර්ග කළ තඹ, ඇලූමිනියම්, රිදී හා යකඩ පිළිබඳව සලකා බලමු. ඒවා තව දුරටත් සරල ද්‍රව්‍ය බවට පත් කළ නොහැකි ය.
භෞතික හෝ රසායනික ක්‍රම මගින් තව දුරටත් වෙනස් ගුණ ඇති ද්‍රව්‍යවලට බෙදිය නොහැකි වූ, නිශ්චිත ගුණ දරන සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය, මූලද්‍රව්‍ය ලෙස හැඳින්වේ.
විද්‍යාඥයින් විසින් මේ වන විට මූලද්‍රව්‍ය එක සිය විස්සක් (120) පමණ හඳුනා ගෙන ඇත. මේ එක් එක් මූලද්‍රව්‍යවල ඒවාට අනන්‍ය වූ ලක්ෂණ ඇත.
අයන් (යකඩ), ඇලූමිනියම්, සල්ෆර් (ගෙන්දගම්), කාබන්, ඔක්සිජන්, නයිට්රජන්, ම'කරි (රසදිය), කොපර් (තඹ), ගෝල්ඩ් (රත්රන්), සිල්වර් (රිදී), ලෙඩ් (ඊයම්), සින්ක් (තුත්තනාගම්), හයිඩ්රජන්, ක්ලෝරීන් මූලද්‍රව්‍ය ස`දහා නිදසුන් කිහිපයකි.
සංයෝග
ඔබ ඉහත සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය යටතේ වර්ග කළ සීනි හා සංශුද්ධ ජලය පිළිබඳව සලකා බලමු. ඒවා සෑදී ඇත්තේ මූලද්‍රව්‍ය දෙකක් හෝ කිහිපයක් සංයෝජනය වීමෙනි.
මූලද්‍රව්‍ය දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් නිශ්චිත අනුපාතයකට රසායනික ව සංයෝජනය වී ඇති, සමජාතීය, සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය සංයෝග වේ. සංයෝගයක ගුණ එම සංයෝගය සෑදීමට දායක වූ මූලද්‍රව්‍ය සතු ගුණවලට වඩා වෙනස් වේ.
මූලද්‍රව්‍ය 120ක් පමණ පැවතිය ද සංයෝග මිලියන ගණනක් පවතී. ඊට හේතුව මූලද්‍රව්‍ය එකිනෙක සමග සංයෝජනය විය හැකි ආකාර විශාල සංඛ්‍යාවක් පැවතීම ය.
මූලද්‍රව්‍ය රසායනික ව සංයෝජනය වී සංයෝග සෑදීම පිළිබඳව පහත දැක්වෙන නිදසුන් ඇසුරෙන් විමසා බලමු.
- අයන් (යකඩ) කුඩු කළු පැහැයට හුරු අළු පැහැති ඝන ද්‍රව්‍යයකි.
- සල්ෆර් කුඩු කහ පැහැති ඝන ද්‍රව්‍යයකි.
- මෙම දෙ වර්ගය මිශ්‍ර කර ඒවා ද්‍රව වන තෙක් රත් කර සිසිල් වීමට තැබූ විට කළු පැහැති ඝන ද්‍රව්‍යයක් සෑදේ.
අවසානයේ දී සෑදුණු ද්‍රව්‍යය, ආරම්භයේ දී භාවිත කළ ද්‍රව්‍යවලට වඩා වෙනස් ගුණවලින් යුක්ත බව නිරීක්ෂණය කළ හැකි ය.
අයන් මූලද්‍රව්‍යය හා සල්ෆර් මූලද්‍රව්‍යය රසායනිකව සංයෝජනය වී අයන් සල්ෆයිඩ් නම් කළු පැහැති සංයෝගය සෑදී ඇති බව දැන් ඔබට පැහැදිලි වනු ඇත.
එදිනෙදා භාවිත වන සංයෝග කිහිපයක් 4.7 රූපයේ දැක්වේ.
සාමාන්‍ය වාතයේ අඩංගු ඔක්සිජන්, නයිට්රජන් හා ආගන් මූලද්‍රව්‍ය වේ. එහෙත් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සංයෝගයකි. කාබන් හා ඔක්සිජන් යන මූලද්‍රව්‍ය රසායනිකව සංයෝජනය වී කාබන් ඩයොක්සයිඩ් නම් සංයෝගය සෑදී ඇත.
සංයෝග කිහිපයක අඩංගු මූලද්‍රව්‍ය 4.4 වගුවේ දැක්වේ.
සංශුද්ධ නොවන ද්‍රව්‍ය හෙවත් මිශ්‍රණ පිළිබඳව ඉහළ ශ්‍රේණියක දී අධ්‍යයනය කරනු ලැබේ.
4.2.2 පදාර්ථය සතු විවිධ භෞතික ගුණ
විවිධ ද්‍රව්‍ය විවිධ භෞතික ගුණවලින් යුක්ත ය. ද්‍රව්‍ය වෙන් කර හඳුනා ගැනීමට උපකාරී වන පදාර්ථ සතු භෞතික ගුණ ගණනාවක් හඳුනා ගත හැකි ය. ඒවායින් කිහිපයක් 4.5 වගුවේ දැක්වේ.
ද්‍රව්‍ය සතුව පවත්නා භෞතික ගුණ සමහරක් ද්‍රව්‍යයක සංශුද්ධතාව හඳුනා ගැනීමට භාවිත කළ හැකි ය.
නිදසුන්:- ඝනත්වය, ද්‍රවාංකය, තාපාංකය
ඝනත්වය
ජල භාජනයකට යකඩ කැබැල්ලක්, කිරල ඇබයක්, ඉටිපන්දමක් දැමූ විට ඔබට කුමක් නිරීක්ෂණය කළ හැකි ද? යකඩ කැබැල්ල ජලයේ ගිලෙන අතර කිරල ඇබය හා ඉටිපන්දම ජලයේ පාවේ. මීට හේතුව යකඩ කැබැල්ලේ ඝනත්වය ජලයේ ඝනත්වයට වඩා වැඩිවීමත් කිරල ඇබයේ හා ඉටිපන්දමේ ඝනත්වය ජලයේ ඝනත්වයට වඩා අඩු වීමත් ය. ඝනත්වය යනු ඒ ඒ ද්‍රව්‍යවලට අනන්‍ය වූ ගුණයකි. යම් ද්‍රව්‍යයක ඒකක පරිමාවක ස්කන්ධය ඝනත්වය ලෙස සැලකේ.
සංශුද්ධ ජලයේ ඝනත්වය සඳහා නියත අගයක් පවතී දැයි සොයා බැලීමට 4.5 ක්‍රියාකාරකමෙහි නිරත වෙමු.
කිහිප වතාවක් ස්කන්ධ කිරා බැලූව ද ආසූත ජලය සමාන පරිමාවක ස්කන්ධය නියත අගයක් බව නිරීක්ෂණවලින් ඔබට අනාවරණය වනු ඇත. මිරිදිය, කරදිය, කිවුල්දිය සමාන පරිමාවක් ගත්ත ද ස්කන්ධ සමාන වන්නේ නැත. ආසූත ජලය යනු දිය වූ ඝන ද්‍රව්‍යවලින් තොර ජලය යි. සංශූද්ධ ජලයේ ඝනත්වය සැම විට ම එක ම අගයක් ගන්නා බැවින් ඝනත්වය මැනීමෙන් සංශුද්ධ ජලය හඳුනා ගත හැකි ය.
එසේ ම අනෙකුත් සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය සඳහා ද ඝනත්වය නිශ්චිත අගයකි. එබැවින් ඝන, ද්‍රව හෝ වායුවල ඝනත්වය සෙවීමෙන් ඒවායේ සංශුද්ධතාව නිර්ණය කළ හැකි ය.
සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය කිහිපයක ඝනත්ව 4.6 වගුවේ දැක්වේ.
ද්‍රවාංකය
ඝනයක් ද්‍රවයක් බවට පත්වන නිශ්චිත උෂ්ණත්වයක් ඇත. එම උෂ්ණත්වය එම ද්‍රව්‍යයේ ද්‍රවාංකය වේ. සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය සඳහා නිශ්චිත ද්‍රවාංකයක් ඇත. ජලයේ ද්‍රවාංකය සෙවීම සඳහා 4.6 ක්‍රියාකාරකමෙහි නිරත වෙමු.
රත් කිරීමේ දී අයිස් සම්පූර්ණයෙන් ම ද්‍රව වන තෙක් අයිස්වල උෂ්ණත්වය නියතව පවතින අයුරු නිරීක්ෂණය වන්නට ඇත.
පදාර්ථ ඝන අවස්ථාවේ සිට ද්‍රව අවස්ථාවට පත් වී අවසන් වන තුරු කොපමණ තාපය සැපයුව ද උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවේ. එම අවස්ථා විපර්යාසය සම්පූර්ණ වන තෙක් උෂ්ණත්වය නියතව පවතී. එම උෂ්ණත්වය අදාළ පදාර්ථවල ද්‍රවාංකය ලෙස හැඳින්වේ.
ඉහත පරීක්ෂණයේ දී අයිස් සියල්ල ද්‍රව ජලය බවට පත් වන තෙක් උෂ්ණත්වය 00c අගයේ පැවතිණි. එනම් සංශුද්ධ ජලයේ ද්‍රවාංකය 00cකි.
සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය කිහිපයක ද්‍රවාංක 4.8 වගුවේ දැක්වේ.
සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය සඳහා නියත ද්‍රවාංකයක් ඇත. එබැවින් ද්‍රව්‍යයක ද්‍රවාංකය මැනීමෙන් එහි සංශුද්ධ බව නිර්ණය කළ හැකි ය.
තාපාංකය
ද්‍රවයක් වායු අවස්ථාවට පත් වන නිශ්චිත උෂ්ණත්වයක් ඇත. එම උෂ්ණත්වය අදාළ පීඩනයේ දී එම ද්‍රව්‍යයේ තාපාංකය යි. සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය සඳහා නියත තාපාංකයක් ඇත.
ජලයේ තාපාංකය සොයා බැලීමට 4.7 ක්‍රියාකාරකමෙහි නිරත වෙමු.
ජලය රත් කර ගෙන යෑමේ දී උෂ්ණත්වය ක්‍රමයෙන් ඉහළ යයි. එක්තරා අවස්ථාවක දී උෂ්ණත්වය ඉහළ යෑම නැවතී, ජලය ද්‍රව අවස්ථාවේ සිට වායු අවස්ථාවට පත් වේ. ජලය සම්පූර්ණයෙන් ම වාෂ්ප වී යන තෙක් එම උෂ්ණත්වය නියතව පවතී. එම උෂ්ණත්වය ජලයේ තාපාංකය ලෙස හැඳින්වේ. (ද්‍රවයක තාපාංකය එම අවස්ථාවේ වායුගෝලීය පීඩනය මත රඳා පවති. වායුගෝලීය පීඩනය අඩු නම් තාපාංකය පහළ බසී. උස කඳු මුදුනක දී ජලයේ තාපාංකය 100 0c ට අඩු අගයක් ගනී.) සම්මත වායුගෝලීය පීඩනයේ දී සංශුද්ධ ජලයේ තාපාංකය 100 0c කි.
ජලය සංශුද්ධ නොවී වෙනත් දෑ දිය වී පවතී නම් තාපාංකයේ අගය 100 0c වඩා අඩු හෝ වැඩි වනු ඇත. මේ අනුව තාපාංකය ද සංයෝගයක සංශුද්ධතාව තහවුරු කිරීමට භාවිත කළ හැකි එක් භෞතික ගුණයක් බව පැහැදිලි වේ.
ද්‍රව්‍ය කිහිපයක තාපාංක (සම්මත වායුගෝලීය පිඩනයේ දී) 4.10 වගුවේ දැක්වේ.
සංශුද්ධ ද්‍රව්‍ය ලෙස අප හඳුනා ගත් මුලද්‍රව්‍යවල භෞතික ගුණ පදනම් කර ගෙන ඒවා වර්ග කළ හැකි දැයි මීළඟට සොයා බලමු.
එක් එක් භෞතික ලක්ෂණ පරීක්ෂා කිරීමේ දී අනුගමනය කළ හැකි ක්‍රමවේද කිහිපයක් පහත දැක්වේ. එම ක්‍රමවේද හෝ ඔබේ ගුරුතුමා සමග සාකච්ඡා කර වෙනත් ක්‍රමවේද හෝ භෞතික ලක්ෂණ පරීක්ෂා කිරීම සඳහා යොදා ගත හැකි ය.
දිස්නය පරීක්ෂා කිරීමේ දී ද්‍රව්‍ය මතුපිට පෘෂ්ඨය පිහිතලයක් හෝ වැලි කඩදාසියක් භාවිතයෙන් සූරා බැලීම කළ හැකි ය.
රැව්දෙන හඬ නිරීක්ෂණය සඳහා යොදා ගන්නා ද්‍රව්‍යයෙහි ගනකම මිලිමීටරයක් වත් තිබිය යුතු ය. එය සුදුසු පරිදි ලෝහමය කූරකින් පහර දීමෙන් හෝ සිමෙන්ති පොළොව වැනි තද පෘෂ්ඨයක් මත සුදුසු උසක සිට අතහැරීමෙන් හෝ සිදු කළ හැකි ය.
තාප සන්නායකතාව සොයා බැලීමට තාපය ගමන් කිරීමේ දී නිරීක්ෂණය කළ හැකි විපර්යාසයක් යොදාගත යුතු ය. නිදසුනක් ලෙස ඉටිපන්දම් කිරි විවිධ දඬු මත රඳවා තාපය ගමන් කිරීමේ දී ඉටි උණු වීම වැනි විපර්යාසයක් යොදා ගත හැකි ය.
විද්‍යුත් සන්නායකතාව පරීක්ෂා කිරීමේදී ඒ සඳහා සරල පරිපථයක් සකසා ගත යුතු ය. එය පරිපථ පුවරුවක සකසා ගත් එකක් හෝ වෙනත් කිඹුල් ක්ලිප ආධාරයෙන් උපකරණ එකිනෙක සම්බන්ධ කර ගත් එකක් හෝ විය හැකි ය.
විද්‍යුතය ගමන් කරත් දැයි බැලිය යුතු ද්‍රව්‍යය A හා B අතරට තැබූ විට විදුලිය ගමන් කරන්නේ නම් බල්බය දැල්වෙනු ඇත. විද්‍යුත් සන්නායක නොවන ද්‍රව්‍ය A හා B අතරට තැබූ විට විදුලිය ගමන් නොකරන බැවින් බල්බය නොදැල්වෙනු ඇත.
ආහන්‍ය බව හා භංගුරතාව නිරීක්ෂණය සඳහා තරමක් ඝන පෘෂ්ඨයක් මත තබා ද්‍රව්‍ය කැබැල්ලකට කුඩා මිටියකින් සෙමින් පහර දීම කළ හැකි ය. මිටියකින් තැලු විට තහඩු බවට පත් වේ නම් එම ද්‍රව්‍ය ආහන්‍යතාව පෙන්වයි. මිටියකින් තැලු විට කුඩු වේ නම් එම ද්‍රව්‍යය භංගුර ද්‍රව්‍යයකි.
ඉහත ක්‍රියාකාරකමින් ලද ප්‍රතිඵල හා වෙනත් ලක්ෂණ පදනම් කරගෙන මූලද්‍රව්‍ය ලෝහ සහ අලෝහ ලෙස ආකාර දෙකකට ඛෙදිය හැකි ය. ලෝහ හා අලෝහවල භෞතික ලක්ෂණවල විවිධත්වය පහත ආකාරයට නිරූපණය කළ හැකි ය.
භෞතික ගුණ පදනම් කර ගනිමින් මූලද්‍රව්‍ය ලෝහ සහ අලෝහ ලෙසට වර්ග කළ හැකි ය.එමෙන් ම පදාර්ථයේ භෞතික අවස්ථාව පදනම් කරගෙන ඝන, ද්‍රව හා වායු ලෙස ද වර්ග කළ හැකි ය. 4.12 වගුව හොඳින් අධ්‍යයනය කර මූලද්‍රව්‍යවල විවිධත්වය හඳුනාගන්න.
4.2.3 පදාර්ථය සතු විවිධ භෞතික ගුණවල එදිනෙදා භාවිත
පදාර්ථය සතු භෞතික ගුණ එදිනෙදා ජීවිතයේ දී විවිධ ආකාරයෙන් ප්‍රයෝජනවත් ලෙස යොදා ගත හැකි ය. එවැනි අවස්ථා කිහිපයක් 4.13 වගුවේ දැක්වේ.
පරිච්ඡේදය අවසානයේ දී පදාර්ථය පිළිබඳව මෙවැනි ආකාරයේ සටහනක් ගොඩනැගිය හැකි ය.
