12.1 ਜਾਣ-ਪਛਾਣ

ਬਾਇਲ ਨੇ 1661 ਵਿੱਚ ਆਪਣੇ ਨਾਮ ਤੋਂ ਜਾਣੇ ਜਾਂਦੇ ਨਿਯਮ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ। ਬਾਇਲ, ਨਿਊਟਨ ਅਤੇ ਕਈ ਹੋਰਾਂ ਨੇ ਗੈਸਾਂ ਦੇ ਵਿਵਹਾਰ ਨੂੰ ਇਹ ਸੋਚ ਕੇ ਸਮਝਾਉਣ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕੀਤੀ ਕਿ ਗੈਸਾਂ ਛੋਟੇ-ਛੋਟੇ ਪਰਮਾਣੂ ਕਣਾਂ ਤੋਂ ਬਣੀਆਂ ਹਨ। ਅਸਲ ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ 150 ਸਾਲਾਂ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸਮੇਂ ਬਾਅਦ ਸਥਾਪਿਤ ਹੋਇਆ। ਗਤੀ ਸਿਧਾਂਤ ਗੈਸਾਂ ਦੇ ਵਿਵਹਾਰ ਨੂੰ ਇਸ ਵਿਚਾਰ ‘ਤੇ ਅਧਾਰਿਤ ਕਰਕੇ ਸਮਝਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਗੈਸ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਚਲਦੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਜਾਂ ਅਣੂਆਂ ਤੋਂ ਬਣੀ ਹੈ। ਇਹ ਸੰਭਵ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਪਰਮਾਣੂ-ਅੰਤਰਕ ਬਲ, ਜੋ ਛੋਟੀ ਪਹੁੰਚ ਵਾਲੇ ਬਲ ਹਨ ਅਤੇ ਠੋਸਾਂ ਅਤੇ ਤਰਲਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਨ, ਨੂੰ ਗੈਸਾਂ ਲਈ ਨਜ਼ਰਅੰਦਾਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਗਤੀ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਉਨੀਵੀਂ ਸਦੀ ਵਿੱਚ ਮੈਕਸਵੈੱਲ, ਬੋਲਟਜ਼ਮੈਨ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਦੁਆਰਾ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਹ ਬਹੁਤ ਸਫਲ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਇਹ ਗੈਸ ਦੇ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਇੱਕ ਅਣਵੀਂ ਵਿਆਖਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਗੈਸ ਨਿਯਮਾਂ ਅਤੇ ਅਵੋਗਾਦਰੋ ਦੀ ਪਰਿਕਲਪਨਾ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਕਈ ਗੈਸਾਂ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਉਸ਼ਮਾ ਧਾਰਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸਮਝਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਗੈਸਾਂ ਦੀਆਂ ਮਾਪਣਯੋਗ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸੰਘਣਾਪਣ, ਚਾਲਕਤਾ ਅਤੇ ਪ੍ਰਸਾਰ ਨੂੰ ਅਣਵੀਂ ਪੈਰਾਮੀਟਰਾਂ ਨਾਲ ਵੀ ਜੋੜਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਆਕਾਰਾਂ ਅਤੇ ਪੁੰਜਾਂ ਦਾ ਅੰਦਾਜ਼ਾ ਲਗਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਅਧਿਆਇ ਵਿੱਚ ਗਤੀ ਸਿਧਾਂਤ ਦੀ ਜਾਣ-ਪਛਾਣ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ।

12.2 ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਅਣਵੀਂ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ

20ਵੀਂ ਸਦੀ ਦੇ ਮਹਾਨ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਰਿਚਰਡ ਫੇਨਮੈਨ, “ਪਦਾਰਥ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੈ” ਦੀ ਖੋਜ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮੰਨਦਾ ਹੈ। ਜੇ ਅਸੀਂ ਸਮਝਦਾਰੀ ਨਾਲ ਕੰਮ ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ ਤਾਂ ਮਨੁੱਖਤਾ ਨੂੰ ਵਿਨਾਸ਼ (ਪਰਮਾਣੂ ਤਬਾਹੀ ਕਾਰਨ) ਜਾਂ ਵਿਲੁਪਤੀ (ਵਾਤਾਵਰਣ ਸੰਕਟਾਂ ਕਾਰਨ) ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਨਾ ਪੈ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜੇ ਇਹ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਾਰਾ ਵਿਗਿਆਨਕ ਗਿਆਨ ਨਸ਼ਟ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਫੇਨਮੈਨ ਚਾਹੁੰਦਾ ਹੈ ਕਿ ‘ਪਰਮਾਣੂ ਪਰਿਕਲਪਨਾ’ ਨੂੰ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਜੀਵਾਂ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਾਇਆ ਜਾਵੇ। ਪਰਮਾਣੂ ਪਰਿਕਲਪਨਾ: ਸਾਰੀਆਂ ਚੀਜ਼ਾਂ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਤੋਂ ਬਣੀਆਂ ਹਨ, ਛੋਟੇ-ਛੋਟੇ ਕਣ ਜੋ ਲਗਾਤਾਰ ਗਤੀ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਦੇ ਰਹਿੰਦੇ ਹਨ, ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨੂੰ ਆਕਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਉਹ ਥੋੜੀ ਦੂਰੀ ‘ਤੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਵਿੱਚ ਦਬਾਏ ਜਾਣ ‘ਤੇ ਵਿਕਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਇਹ ਅਨੁਮਾਨ ਕਿ ਪਦਾਰਥ ਨਿਰੰਤਰ ਨਹੀਂ ਹੋ ਸਕਦਾ, ਕਈ ਸਥਾਨਾਂ ਅਤੇ ਸਭਿਆਚਾਰਾਂ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਸੀ। ਭਾਰਤ ਵਿੱਚ ਕਣਾਦ ਅਤੇ ਯੂਨਾਨ ਵਿੱਚ ਡੈਮੋਕ੍ਰਿਟਸ ਨੇ ਸੁਝਾਅ ਦਿੱਤਾ ਸੀ ਕਿ ਪਦਾਰਥ ਅਵਿਭਾਜਿਤ ਅੰਗਾਂ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਵਿਗਿਆਨਕ ‘ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ’ ਦਾ ਸਿਹਰਾ ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਜੌਨ ਡਾਲਟਨ ਨੂੰ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਸਨੇ ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਤੱਤਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪਾਲਣ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਅਤੇ ਗੁਣਜ ਅਨੁਪਾਤਾਂ ਦੇ ਨਿਯਮਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਾਉਣ ਲਈ ਪੇਸ਼ ਕੀਤਾ ਜਦੋਂ ਉਹ ਯੋਗਿਕਾਂ ਵਿੱਚ ਜੁੜਦੇ ਹਨ। ਪਹਿਲਾ ਨਿਯਮ ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਿਸੇ ਵੀ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਯੋਗਿਕ ਦੇ ਘਟਕਾਂ ਦਾ ਪੁੰਜ ਦੁਆਰਾ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਅਨੁਪਾਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਦੂਜਾ ਨਿਯਮ ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਜਦੋਂ ਦੋ ਤੱਤ ਇੱਕ ਤੋਂ ਵੱਧ ਯੋਗਿਕ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਇੱਕ ਤੱਤ ਦੇ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਪੁੰਜ ਲਈ, ਦੂਜੇ ਤੱਤਾਂ ਦੇ ਪੁੰਜ ਛੋਟੇ ਪੂਰਨ ਅੰਕਾਂ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਨਿਯਮਾਂ ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਕਰਨ ਲਈ ਡਾਲਟਨ ਨੇ ਲਗਭਗ 200 ਸਾਲ ਪਹਿਲਾਂ ਸੁਝਾਅ ਦਿੱਤਾ ਸੀ ਕਿ ਕਿਸੇ ਤੱਤ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਛੋਟੇ ਘਟਕ ਪਰਮਾਣੂ ਹਨ। ਇੱਕ ਤੱਤ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਪਰ ਦੂਜੇ ਤੱਤਾਂ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਤੋਂ ਵੱਖਰੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਹਰੇਕ ਤੱਤ ਦੇ ਥੋੜੇ ਜਿਹੇ ਪਰਮਾਣੂ ਮਿਲ ਕੇ ਯੋਗਿਕ ਦਾ ਇੱਕ ਅਣੂ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਗੇ ਲੁਸਾਕ ਦਾ ਨਿਯਮ, ਜੋ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ $19^{\text {th }}$ ਸਦੀ ਵਿੱਚ ਵੀ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ: ਜਦੋਂ ਗੈਸਾਂ ਰਸਾਇਣਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਮਿਲ ਕੇ ਇੱਕ ਹੋਰ ਗੈਸ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਤਾਂ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਮਾਤਰਾਵਾਂ ਛੋਟੇ ਪੂਰਨ ਅੰਕਾਂ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਅਵੋਗਾਦਰੋ ਦਾ ਨਿਯਮ (ਜਾਂ ਪਰਿਕਲਪਨਾ) ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ: ਬਰਾਬਰ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ‘ਤੇ ਸਾਰੀਆਂ ਗੈਸਾਂ ਦੀਆਂ ਬਰਾਬਰ ਮਾਤਰਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਅਵੋਗਾਦਰੋ ਦਾ ਨਿਯਮ, ਜਦੋਂ ਡਾਲਟਨ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਗੇ ਲੁਸਾਕ ਦੇ ਨਿਯਮ ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਤੱਤ ਅਕਸਰ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਡਾਲਟਨ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਅਣਵੀਂ ਸਿਧਾਂਤ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵੀ ਜਾਣਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਸਿਧਾਂਤ ਹੁਣ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸਵੀਕਾਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਉਨੀਵੀਂ ਸਦੀ ਦੇ ਅੰਤ ਤੱਕ ਵੀ ਮਸ਼ਹੂਰ ਵਿਗਿਆਨੀ ਸਨ ਜੋ ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ ‘ਤੇ ਵਿਸ਼ਵਾਸ ਨਹੀਂ ਰੱਖਦੇ ਸਨ!

ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਕਈ ਨਿਰੀਖਣਾਂ ਤੋਂ, ਅਸੀਂ ਹੁਣ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਅਣੂ (ਇੱਕ ਜਾਂ ਵੱਧ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਤੋਂ ਬਣੇ) ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਅਤੇ ਸਕੈਨਿੰਗ ਟਨਲਿੰਗ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਸਾਨੂੰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਵੇਖਣ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਦਾ ਆਕਾਰ ਲਗਭਗ ਇੱਕ ਐਂਗਸਟ੍ਰੋਮ $\left(10^{-10} \mathrm{~m}\right)$ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਠੋਸਾਂ ਵਿੱਚ, ਜੋ ਕਿ ਕੱਸ ਕੇ ਪੈਕ ਕੀਤੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਪਰਮਾਣੂ ਲਗਭਗ ਕੁਝ ਐਂਗਸਟ੍ਰੋਮ $(2 \mathring{A})$ ਦੂਰੀ ‘ਤੇ ਫੈਲੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਤਰਲਾਂ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਵੀ ਲਗਭਗ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਤਰਲਾਂ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂ ਠੋਸਾਂ ਵਾਂਗ ਕਠੋਰਤਾ ਨਾਲ ਨਹੀਂ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ, ਅਤੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਘੁੰਮ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਇੱਕ ਤਰਲ ਨੂੰ ਵਹਿਣ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਗੈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂ-ਅੰਤਰਕ ਦੂਰੀਆਂ ਦਸਾਂ ਐਂਗਸਟ੍ਰੋਮਾਂ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਔਸਤ ਦੂਰੀ ਜੋ ਇੱਕ ਅਣੂ ਟਕਰਾਅ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਤੈਅ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਉਸਨੂੰ ਮੁਕਤ ਪਥ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਗੈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਮੁਕਤ ਪਥ ਹਜ਼ਾਰਾਂ ਐਂਗਸਟ੍ਰੋਮਾਂ ਦੇ ਕ੍ਰਮ ਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗੈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮੁਕਤ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਟਕਰਾਅ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਲੰਬੀਆਂ ਦੂਰੀਆਂ ਤੈਅ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਜੇ ਉਹ ਬੰਦ ਨਹੀਂ ਹਨ, ਤਾਂ ਗੈਸਾਂ ਦੂਰ ਫੈਲ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਠੋਸਾਂ ਅਤੇ ਤਰਲਾਂ ਵਿੱਚ ਨਜ਼ਦੀਕੀ ਪਰਮਾਣੂ-ਅੰਤਰਕ ਬਲ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਬਲ ਵਿੱਚ ਲੰਬੀ ਪਹੁੰਚ ਦਾ ਆਕਰਸ਼ਣ ਅਤੇ ਛੋਟੀ ਪਹੁੰਚ ਦਾ ਵਿਕਰਸ਼ਣ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਰਮਾਣੂ ਆਕਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਉਹ ਕੁਝ ਐਂਗਸਟ੍ਰੋਮਾਂ ‘ਤੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਪਰ ਵਿਕਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਉਹ ਨਜ਼ਦੀਕ ਆਉਂਦੇ ਹਨ। ਗੈਸ ਦੀ ਸਥਿਰ ਦਿੱਖ ਗੁੰਮਰਾਹ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਹੈ। ਗੈਸ ਗਤੀਵਿਧੀ ਨਾਲ ਭਰਪੂਰ ਹੈ ਅਤੇ ਸੰਤੁਲਨ ਇੱਕ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਹੈ। ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ, ਅਣੂ ਟਕਰਾਉਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਟਕਰਾਅ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਆਪਣੀ ਗਤੀ ਬਦਲਦੇ ਹਨ। ਸਿਰਫ ਔਸਤ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਸਥਿਰ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ।

ਪਰਮਾਣੂ ਸਿਧਾਂਤ ਸਾਡੀ ਖੋਜ ਦਾ ਅੰਤ ਨਹੀਂ, ਬਲਕਿ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਹੁਣ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਪਰਮਾਣੂ ਅਵਿਭਾਜਿਤ ਜਾਂ ਪ੍ਰਾਥਮਿਕ ਨਹੀਂ ਹਨ। ਉਹ ਨਾਭਿਕ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਨਾਭਿਕ ਆਪਣੇ ਆਪ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਅਤੇ ਨਿਊਟ੍ਰੋਨਾਂ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਅਤੇ ਨਿਊਟ੍ਰੋਨ ਦੁਬਾਰਾ ਕਵਾਰਕਾਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਕਵਾਰਕ ਵੀ ਕਹਾਣੀ ਦਾ ਅੰਤ ਨਹੀਂ ਹੋ ਸਕਦੇ। ਤੰਤੁ ਵਰਗੀਆਂ ਪ੍ਰਾਥਮਿਕ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਕੁਦਰਤ ਹਮੇਸ਼ਾ ਸਾਡੇ ਲਈ ਹੈਰਾਨੀਆਂ ਰੱਖਦੀ ਹੈ, ਪਰ ਸੱਚ ਦੀ ਖੋਜ ਅਕਸਰ ਆਨੰਦਦਾਇਕ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਖੋਜਾਂ ਸੁੰਦਰ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਅਧਿਆਇ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਆਪਣੇ ਆਪ ਨੂੰ ਗੈਸਾਂ (ਅਤੇ ਥੋੜ੍ਹੇ ਜਿਹੇ ਠੋਸਾਂ) ਦੇ ਵਿਵਹਾਰ ਨੂੰ, ਲਗਾਤਾਰ ਗਤੀ ਵਿੱਚ ਚਲਦੇ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਸੰਗ੍ਰਹਿ ਵਜੋਂ ਸਮਝਣ ਤੱਕ ਸੀਮਿਤ ਰੱਖਾਂਗੇ।

ਪ੍ਰਾਚੀਨ ਭਾਰਤ ਅਤੇ ਯੂਨਾਨ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂ ਪਰਿਕਲਪਨਾ

ਹਾਲਾਂਕਿ ਜੌਨ ਡਾਲਟਨ ਨੂੰ ਆਧੁਨਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਪਰਮਾਣੂ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਦਾ ਸਿਹਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਪ੍ਰਾਚੀਨ ਭਾਰਤ ਅਤੇ ਯੂਨਾਨ ਵਿੱਚ ਵਿਦਵਾਨਾਂ ਨੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਅਤੇ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਬਾਰੇ ਬਹੁਤ ਪਹਿਲਾਂ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਇਆ ਸੀ। ਭਾਰਤ ਵਿੱਚ ਵੈਸ਼ੇਸ਼ਿਕ ਸਕੂਲ ਦੇ ਵਿਚਾਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਜਿਸਦੀ ਸਥਾਪਨਾ ਕਣਾਦ (ਛੇਵੀਂ ਸਦੀ ਈਸਾ ਪੂਰਵ) ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਪਰਮਾਣੂ ਚਿੱਤਰ ਕਾਫੀ ਵਿਸਤਾਰ ਨਾਲ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨੂੰ ਸਦੀਵੀ, ਅਵਿਭਾਜਿਤ, ਅਨੰਤ ਛੋਟੇ ਅਤੇ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਅੰਤਿਮ ਹਿੱਸੇ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਸੀ। ਇਹ ਦਲੀਲ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਸੀ ਕਿ ਜੇ ਪਦਾਰਥ ਨੂੰ ਬਿਨਾਂ ਅੰਤ ਦੇ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਰਾਈ ਦੇ ਦਾਣੇ ਅਤੇ ਮੇਰੂ ਪਰਬਤ ਵਿਚਕਾਰ ਕੋਈ ਅੰਤਰ ਨਹੀਂ ਹੋਵੇਗਾ। ਚਾਰ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂਆਂ (ਪਰਮਾਣੂ - ਸਭ ਤੋਂ ਛੋਟੇ ਕਣ ਲਈ ਸੰਸਕ੍ਰਿਤ ਸ਼ਬਦ) ਦੀ ਪਰਿਕਲਪਨਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ: ਭੂਮੀ (ਧਰਤੀ), ਅਪ (ਪਾਣੀ), ਤੇਜਸ (ਅੱਗ) ਅਤੇ ਵਾਯੂ (ਹਵਾ) ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਪੁੰਜ ਅਤੇ ਹੋਰ ਗੁਣ ਹਨ, ਦਾ ਪ੍ਰਤਿਪਾਦਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਆਕਾਸ਼ (ਸਪੇਸ) ਨੂੰ ਕੋਈ ਪਰਮਾਣੂ ਢਾਂਚਾ ਨਹੀਂ ਹੋਣ ਦਾ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਸੀ ਅਤੇ ਇਹ ਨਿਰੰਤਰ ਅਤੇ ਨਿਸ਼ਕ੍ਰਿਅ ਸੀ। ਪਰਮਾਣੂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਅਣੂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਜੁੜਦੇ ਹਨ (ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਦੋ ਪਰਮਾਣੂ ਇੱਕ ਦੋ-ਪਰਮਾਣੂਕ ਅਣੂ ਦਵਿਆਣੁਕਾ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਤਿੰਨ ਪਰਮਾਣੂ ਇੱਕ ਤ੍ਰਿਆਣੁਕਾ ਜਾਂ ਤਿੰਨ-ਪਰਮਾਣੂਕ ਅਣੂ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ), ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਗੁਣ ਘਟਕ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ਅਤੇ ਅਨੁਪਾਤ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੇ ਆਕਾਰ ਦਾ ਅੰਦਾਜ਼ਾ ਵੀ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਨੁਮਾਨ ਦੁਆਰਾ ਜਾਂ ਉਹਨਾਂ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੁਆਰਾ ਜੋ ਸਾਡੇ ਲਈ ਜਾਣੇ ਜਾਂਦੇ ਨਹੀਂ ਹਨ। ਅੰਦਾਜ਼ੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਨ। ਲਲਿਤਵਿਸਤਾਰ ਵਿੱਚ, ਬੁੱਧ ਦੀ ਇੱਕ ਮਸ਼ਹੂਰ ਜੀਵਨੀ ਜੋ ਮੁੱਖ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਦੂਜੀ ਸਦੀ ਈਸਾ ਪੂਰਵ ਵਿੱਚ ਲਿਖੀ ਗਈ ਸੀ, ਅੰਦਾਜ਼ਾ ਪਰਮਾਣੂ ਆਕਾਰ ਦੇ ਆਧੁਨਿਕ ਅੰਦਾਜ਼ੇ ਦੇ ਨੇੜੇ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ $10^{-10} \mathrm{~m}$ ਦੇ ਕ੍ਰਮ ਦਾ ਹੈ।

ਪ੍ਰਾਚੀਨ ਯੂਨਾਨ ਵਿੱਚ, ਡੈਮੋਕ੍ਰਿਟਸ (ਚੌਥੀ ਸਦੀ ਈਸਾ ਪੂਰਵ) ਆਪਣੀ ਪਰਮਾਣੂ ਪਰਿਕਲਪਨਾ ਲਈ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ‘ਐਟਮ’ ਸ਼ਬਦ ਦਾ ਯੂਨਾਨੀ ਵਿੱਚ ਅਰਥ ਹੈ ‘ਅਵਿਭਾਜਿਤ’। ਉਸਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਪਰਮਾਣੂ ਆਕਾਰ, ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਹੋਰ ਗੁਣਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਤੋਂ ਭੌਤਿਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਵੱਖਰੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸੰਯੋਗ ਨਾਲ ਬਣੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਗੁਣ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਪਾਣੀ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਚਿਕਨੇ ਅਤੇ ਗੋਲ ਸਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ‘ਹੁੱਕ’ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਅਸਮਰੱਥ ਸਨ, ਇਸੇ ਲਈ ਤਰਲ / ਪਾਣੀ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਧਰਤੀ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਖੁਰਦਰੇ ਅਤੇ ਦੰਦੀਦਾਰ ਸਨ, ਇਸਲਈ ਉਹ ਇਕੱਠੇ ਹੋ ਕੇ ਸਖ਼ਤ ਪਦਾਰਥ ਬਣਾਉਂਦੇ ਸਨ। ਅੱਗ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਕੰਡੇਦਾਰ ਸਨ ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਇਹ ਦਰਦਨਾਕ ਜਲਣ ਪੈਦਾ ਕਰਦੀ ਸੀ। ਇਹ ਦਿਲਚਸਪ ਵਿਚਾਰ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਸੂਝ-ਬੂਝ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ, ਬਹੁਤ ਅੱਗੇ ਨਹੀਂ ਵਿਕਸਤ ਹੋ ਸਕੇ, ਸ਼ਾਇਦ ਇਸ ਲਈ ਕਿ ਉਹ ਸਹਿਜ ਅਨੁਮਾਨ ਅਤੇ ਅਟਕਲਾਂ ਸਨ ਜੋ ਮਾਤਰਾਤਮਕ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰੀਖਿਅਤ ਅਤੇ ਸੋਧੇ ਨਹੀਂ ਗਏ ਸਨ - ਆਧੁਨਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੀ ਪਹਿਚਾਣ।

12.3 ਗੈਸਾਂ ਦਾ ਵਿਵਹਾਰ

ਗੈਸਾਂ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਠੋਸਾਂ ਅਤੇ ਤਰਲਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਸਮਝਣਾ ਆਸਾਨ ਹੈ। ਇਹ ਮੁੱਖ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਗੈਸ ਵਿੱਚ, ਅਣੂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਤੋਂ ਦੂਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਆਪਸੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨਜ਼ਰਅੰਦਾਜ਼ ਕਰਨ ਯੋਗ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਦੋ ਅਣੂ ਟਕਰਾਉਂਦੇ ਨਹੀਂ ਹਨ। ਘੱਟ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ‘ਤੇ ਗੈਸਾਂ, ਜਿਸ ‘ਤੇ ਉਹ ਤਰਲ (ਜਾਂ ਠੋਸ) ਬਣਦੀਆਂ ਹਨ, ਉਸ ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਉੱਪਰ, ਆਪਣੇ ਦਬਾਅ, ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਮਾਤਰਾ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਸੰਬੰਧ ਨੂੰ ਲਗਭਗ ਸੰਤੁਸ਼ਟ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ (ਅਧਿਆਇ 10 ਵੇਖੋ) ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ

$$ \begin{equation*} P V=K T \tag{12.1} \end{equation*} $$

ਗੈਸ ਦੇ ਦਿੱਤੇ ਨਮੂਨੇ ਲਈ। ਇੱਥੇ $T$ ਕੈਲਵਿਨ ਜਾਂ (ਨਿਰਪੇਖ) ਪੈਮਾਨੇ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਹੈ। $K$ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਨਮੂਨੇ ਲਈ ਇੱਕ ਸਥਿਰਾਂਕ ਹੈ ਪਰ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨਾਲ ਬਦਲਦਾ ਹੈ। ਜੇ ਅਸੀਂ ਹੁਣ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਜਾਂ ਅਣੂਆਂ ਦਾ ਵਿਚਾਰ ਲਿਆਉਂਦੇ ਹਾਂ, ਤਾਂ $K$ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ, (ਮੰਨ ਲਓ) $N$ ਨਮੂਨੇ ਵਿੱਚ, ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਲਿਖ ਸਕਦੇ ਹਾਂ $K=N k$। ਨਿਰੀਖਣ ਸਾਨੂੰ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹ $k$ ਸਾਰੀਆਂ ਗੈਸਾਂ ਲਈ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ ਬੋਲਟਜ਼ਮੈਨ ਸਥਿਰਾਂਕ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ $k_{\mathrm{B}}$ ਨਾਲ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

$$ \text{ As} \frac{P_{1} V_{1}}{N_{1} T_{1}}=\frac{P_{2} V_{2}}{N_{2} T_{2}}= \text{constant} =k_{\mathrm{B}} \tag{12.2}$$

ਜੇ $P, V$ ਅਤੇ $T$ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਹਨ, ਤਾਂ $N$ ਵੀ ਸਾਰੀਆਂ ਗੈਸਾਂ ਲਈ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਹੈ। ਇਹ ਅਵੋਗਾਦਰੋ ਦੀ ਪਰਿਕਲਪਨਾ ਹੈ, ਕਿ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ‘ਤੇ ਪ੍ਰਤੀ ਇਕਾਈ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਸਾਰੀਆਂ ਗੈਸਾਂ ਲਈ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਹੈ। 22.4 ਲੀਟਰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਗੈਸ ਵਿੱਚ ਗਿਣਤੀ $6.02 \times 10^{23}$ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ ਅਵੋਗਾਦਰੋ ਸੰਖਿਆ ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ $N_{\mathrm{A}}$ ਨਾਲ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। 22.4 ਲੀਟਰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਗੈਸ ਦਾ ਪੁੰਜ ਐਸ.ਟੀ.ਪੀ (ਮਾਨਕ ਤਾਪਮਾਨ $273 \mathrm{~K}$ ਅਤੇ ਦਬਾਅ $1 \mathrm{~atm}$) ‘ਤੇ ਗ੍ਰਾਮਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸਦੇ ਅਣਵੀਂ ਭਾਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ। ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਇਸ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਇੱਕ ਮੋਲ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਇੱਕ ਹੋਰ ਸਟੀਕ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਲਈ ਅਧਿਆਇ 1 ਵੇਖੋ)। ਅਵੋਗਾਦਰੋ ਨੇ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਤੋਂ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ‘ਤੇ ਬਰਾਬਰ ਮਾਤਰਾ ਵਾਲੀ ਗੈਸ ਵਿੱਚ ਸੰਖਿਆਵਾਂ ਦੀ ਸਮਾਨਤਾ ਦਾ ਅੰਦਾਜ਼ਾ ਲਗਾਇਆ ਸੀ। ਗਤੀ ਸਿਧਾਂਤ ਇਸ ਪਰਿਕਲਪਨਾ ਨੂੰ ਸਹੀ ਠਹਿਰਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਸੰਪੂਰਨ ਗੈਸ ਸਮੀਕਰਨ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ

$$ \begin{equation*} P V=\mu R T \tag{12.3} \end{equation*} $$

ਜਿੱਥੇ $\mu$ ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਹੈ ਅਤੇ $R=N_{\mathrm{A}}$ ⟦