দশান্তর
রসায়নশাস্ত্র, তাপগতিবিজ্ঞান ও অন্যান্য আরও কিছু সংশ্লিষ্ট বিজ্ঞানে দশান্তর (ইংরেজি: Phase transition) বলতে সাধারণত কঠিন, তরল ও গ্যাস - পদার্থের এই তিন দশার মধ্যে পারস্পরিক পরিবর্তন এবং কদাচিৎ প্লাজমা দশায় পরিবর্তনকে বোঝায়। কোনও একটি তাপগতীয় ব্যবস্থার দশা এবং পদার্থের অবস্থার ভৌত ধর্ম অভিন্ন। কোনও একটি নির্দিষ্ট মাধ্যমে দশান্তরের সময় বহিরাগত প্রভাব, যেমন তাপমাত্রা, চাপ, বা অন্য কোনও কারণে মাধ্যমের কিছু নির্দিষ্ট ধর্ম প্রায়ই বিচ্ছিন্নভাবে পরিবর্তন হয়। উদাহরণস্বরূপ কোনো তরল পদার্থকে স্ফুটনাঙ্কের তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করলে আয়তনের আকস্মিক পরিবর্তনের মাধ্যমে ঐ তরল গ্যাসীয় অবস্থা প্রাপ্ত হতে পারে। এই বহিরাগত প্রভাবের পরিমাপ যাতে এই পরিবর্তন সংঘটিত হয় তাকেই বলা হয় দশান্তর। দশান্তর আমাদের চারপাশের প্রকৃতিতে প্রতিনিয়ত সংঘটিত হয় এবং বর্তমানে অনেক প্রযুক্তিতেও এর ব্যবহার হয়।
দশান্তরের প্রকারভেদ
দশান্তরের কিছু উল্লেখযোগ্য উদাহরণ নিচে দেওয়া হল।
- কোনো একটি নির্দিষ্ট উপাদানের কঠিন, তরল ও গ্যাসীয় অবস্থার মধ্যে তাপমাত্রা এবং/অথবা চাপজনিত কারণে দশান্তরঃ
প্রতি থেকে | কঠিন | তরল | গ্যাস (বায়বীয়) | প্লাজমা |
|---|---|---|---|---|
| কঠিন | গলন | ঊর্ধ্বপাতন | ||
| তরল | হিমন | বাষ্পীভবন | ||
| গ্যাস | অবক্ষেপণ | ঘনীভবন | আয়নন | |
| প্লাজমা | পুনর্যোজন |
- সুগলনমূলক (ইউটেকটিক) দশান্তর যাতে দুইটি উপাদানবিশিষ্ট একটি তরল ঠান্ডা করার ফলে তা দুটি কঠিন দশায় রূপান্তরিত হয়। একই পদ্ধতিতে যদি তরলের পরিবর্তে দুটি কঠিন উপাদান ব্যবহার করা হয় তবে তাকে বলে
সুগলন-সদৃশ (ইউটেকটয়েড) দশান্তর।
- পরিগলনমূলক দশান্তর, যাতে সমদশাসম্পন্ন দুটি উপাদান বিশিষ্ট কোনো কঠিনকে তাপ প্রদানের মাধ্যমে একটি কঠিন ও একটি তরলে রূপান্তর করা হয়।
- কণ্টকীয় বিয়োজন (স্পাইনোডাল ডিকম্পোজিশন), যাতে একই দশার উপাদান শীতল করা হয় এবং ঐ একই দশার দুটি পৃথক মিশ্রণে পরিণত করা হয়।
- কঠিন ও তরলের মধ্যে অবস্থান্তরের মধ্যবর্তী অন্তঃদশা (Mesophase মেসোফেজ), যেমন তরল স্ফটিক দশাসমূহ।
- চুম্বকীয় পদার্থের ক্যুরি বিন্দুতে চুম্বকীয় (ফেরোম্যাগনেটিক) ও পরাচুম্বকীয় (প্যারাম্যাগনেটিক) দশাদ্বয়ের মধ্যকার দশান্তর
- কেলাস কাঠামোর মধ্যবর্তী পরিবর্তন, যেমন লোহার ফেরাইট ও অসটেনাইটের পরিবর্তন।
- শৃঙ্খল-বিশৃঙ্খল অবস্থান্তর, যেমন আলফা-টাইটেনিয়াম আ্যলুমিনাইডের অবস্থান্তর।
- বোসনীয় তরলের কোয়ান্টাম ঘনীভবন (বোস-আইন্স্টাইন ঘনীভবন)।
- অতিপরিবাহিতার উৎপত্তি, যখন কিছু নির্দিষ্ট পদার্থকে ক্রান্তি তাপমাত্রার নিচে শীতল করা হয়।
- বিভিন্ন আণবিক কাঠামোর মধ্যে অবস্থান্তর।
- মহাবিশ্বের আদি অবস্থায় তাপমাত্রা হ্রাসের সময় পদার্থবিদ্যার নিয়মসমূহের মধ্যকার প্রতিসাম্যের ভাঙন।
- তাপমাত্রা ও অন্তর্ভুক্ত এলাকার পরিধির উপর শোষণ বর্ণালীর নির্ভরতা।
দশান্তর সংঘটিত হয় যখন কোনো তাপগতীয় ব্যবস্থায় কিছু তাপগতীয় চলকের জন্য মুক্তশক্তি অবিশ্লেষণমূলক অপেক্ষক হয়। এই প্রক্রিয়াটি মূলত সংঘটিত হয় অধিক সংখ্যক অণু-পরমাণু বিশিষ্ট ব্যবস্থার জন্য, অল্প কিছু সংখ্যক পরমাণুবিশিষ্ট ব্যবস্থার জন্য এটি পরিলক্ষিত হয় না। এক্ষেত্রে মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে, তাপমাত্রা কোনো প্রচল নয় এরূপ অ-তাপগতীয় ব্যবস্থায়ও দশান্তর ঘটতে পারে এবং তার জন্যও এটি সংজ্ঞায়িত। যেমন- কোয়ান্টাম দশান্তর, গতিশীল দশান্তর, এবং টপোলজিকাল (গাঠনিক) দশান্তর। এ ধরনের ব্যবস্থায় অন্য কোনো প্রচল তাপমাত্রার স্থান নেয়। উদাহরণস্বরূপ অনুস্রবণশীল জালিকাব্যবস্থায় (পার্কোলেটিং নেটওয়ার্ক) সংযোজন সম্ভাবনা তাপমাত্রার স্থান নেয় ।
দশান্তরের বিন্দুতে (উদাহরণস্বরূপ বাষ্পবিন্দু) একই উপাদানের দুটি দশার (বাষ্পবিন্দুর ক্ষেত্রে তরল ও গ্যাস) অভিন্ন মুক্তশক্তি বিদ্যমান থাকায় দুটি দশাই থাকার সম্ভাবনা সমান। এক্ষেত্রে বাষ্পবিন্দুর চেয়ে কম তাপমাত্রায় দুটি দশার মধ্যে তরল দশা অধিক সুস্থিত এবং এর উপরের তাপমাত্রায় গ্যাসীয় দশা।
শ্রেণিবিভাগ
এরেনফেস্ট শ্রেণিবিভাগ
পাউল এরেনফেস্ট দশান্তরকে শ্রেণিবিভাগ করেন অন্যান্য তাপগতীয় চলকের সাপেক্ষে তাপগতীয় মুক্তশক্তির প্রকৃতির উপর ভিত্তি করে[১]। এই পদ্ধতিতে দশান্তরকে বিবেচনা করা হয় মুক্তশক্তির ক্ষুদ্রতম অন্তরক হিসেবে যা দশান্তরের মূহূর্তে অবিচ্ছিন্ন থাকে। প্রথম ক্রমের দশান্তর প্রদর্শন করে কোনো তাপগতীয় চলকের সাপেক্ষে মুক্তশক্তির প্রথম অন্তরজের বিচ্ছিন্নতা হিসেবে।[২]