गैसों का द्रवीकरण

गैसों का द्रवीकरण, इस प्रक्रिया में गैस को ठंडा करके और उसका दाब बढ़ाकर द्रव अवस्था में परिवर्तित करना सम्मिलित है। द्रवीकरण की अवधारणा विभिन्न परिस्थितियों में गैसों के व्यवहार को समझने में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। इस क्षेत्र में सबसे उल्लेखनीय उपलब्धियों में से एक माइकल फैराडे और जेम्स डेवार जैसे वैज्ञानिकों द्वारा गैसों का द्रवीकरण था।

शीतलन

गैसें उन अणुओं से बनी होती हैं जो निरंतर गति में रहते हैं। जैसे-जैसे तापमान कम होता जाता है, इन अणुओं की गतिज ऊर्जा भी कम हो जाती है, उन अणुओं की गति भी कम होती जाती है, और एक-दूसरे के करीब आ जाते हैं। गैस को द्रव अवस्था में संघनित करने के लिए गतिज ऊर्जा में यह कमी आवश्यक है।

अधिक दाब

जब किसी गैस पर दाब बढ़ता है, तो अणु एक छोटी जगह में धकेल दिए जाते हैं। इससे अणुओं के बीच की औसत दूरी कम हो जाती है और आकर्षण अंतर-आणविक बलों की संभावना बढ़ जाती है, जो गैस के अणुओं को एक द्रव बनाने के लिए एक साथ आने में मदद करते हैं।

चरण आरेख

चरण आरेख विभिन्न ताप और दाब स्थितियों के तहत पदार्थ (ठोस, द्रव, गैस) की स्थितियों का चित्रमय प्रतिनिधित्व हैं। ये चित्र उन स्थितियों को दर्शाते हैं जिनमें कोई पदार्थ ठोस, द्रव या गैस के रूप में उपस्थित होता है। चरण आरेख पर द्रव और गैस चरणों को अलग करने वाली रेखा को वाष्पीकरण वक्र के रूप में जाना जाता है। इस वक्र के नीचे, पदार्थ द्रव के रूप में और इसके ऊपर, गैस के रूप में उपस्थित होता है।

क्रांतिक बिंदु

एक निश्चित ताप और दबाव पर ही गैस को द्रवीकृत किया जा सकता है। इससे अलग यह द्रवीकृत नहीं किया जा सकता चाहे कितना भी दाब क्यों न लगाया जाए। इस बिंदु को क्रांतिक बिंदु के रूप में जाना जाता है। क्रांतिक बिंदु से ऊपर के तापमान और दबाव पर, द्रव और गैस अवस्था के बीच अंतर कम परिभाषित हो जाता है, और पदार्थ को सुपरक्रिटिकल द्रव अवस्था में कहा जाता है।

अनुप्रयोग

गैसों के द्रवीकरण के कई व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, वायु के द्रवीकरण का उपयोग द्रव नाइट्रोजन, द्रव ऑक्सीजन और अन्य औद्योगिक गैसों के उत्पादन में किया जाता है। ये गैसें स्वास्थ्य देखभाल, विनिर्माण और अनुसंधान जैसे विभिन्न उद्योगों में आवश्यक हैं।

द्रवीकृत प्राकृतिक गैस (LNG)

प्राकृतिक गैस के उत्पादन और परिवहन में द्रवीकरण भी एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। प्राकृतिक गैस को बेहद कम तापमान पर ठंडा करके LNG में परिवर्तित किया जाता है, जिससे इसकी मात्रा काफी कम हो जाती है और लंबी दूरी तक परिवहन करना अधिक संभव हो जाता है।

अभ्यास प्रश्न

• क्रांतिक बिंदु से क्या तात्पर्य है ?
• द्रवीकृत प्राकृतिक गैस (LNG) को द्रवीकृत करने की आवश्यकता क्यों पड़ती है ?
• गैसों के द्रवीकरण से आप क्या समझते हैं ?