दूध का क्वथनांक क्या है?

पदार्थ के मूलभूत भौतिक गुणों में से एक क्वथनांक है। यह एक गहन संपत्ति है जो केवल पदार्थ की संरचना पर निर्भर करती है, न कि उसमें मौजूद पदार्थ की मात्रा पर। पानी जैसे शुद्ध पदार्थ के क्वथनांक को समझना अपेक्षाकृत आसान है। हालाँकि, जब आपके पास दूध जैसा जटिल मिश्रण होता है, जो ज्यादातर वसा, कार्बोहाइड्रेट और दूध के ठोस पदार्थों के मिश्रण से बना होता है, तो सभी सफेद रंग का पायस बनाने के लिए फैल जाते हैं, चीजें थोड़ी मुश्किल हो जाती हैं।

तथ्य यह है कि, इस तथ्य के बावजूद कि पानी एकमात्र तरल है जो दूध का हिस्सा है, दूध का क्वथनांक पानी के समान नहीं है, लेकिन थोड़ा अधिक है। दूध का क्वथनांक क्या है, यह समझने के लिए निम्नलिखित व्याख्या करता है कि वास्तव में किसी तरल पदार्थ का क्वथनांक क्या है और इसका क्या प्रभाव पड़ता है।

क्वथनांक का विज्ञान

दूध के क्वथनांक को समझने की शुरुआत यह समझने से होती है कि वास्तव में क्वथनांक क्या है। हालाँकि कई स्रोत क्वथनांक को उस तापमान के रूप में परिभाषित करते हैं जिस पर एक तरल गैसीय अवस्था में बदल जाता है, यह परिभाषा पूरी तरह से गलत है। वास्तव में, तरल पदार्थ (और ठोस भी) किसी भी तापमान पर लगातार गैसीय अवस्था में बदल रहे हैं। इसका सबसे सरल और सबसे अकाट्य प्रमाण यह तथ्य है कि जमीन पर छिड़का हुआ पानी अंततः वाष्पित हो जाता है और मिट्टी सूख जाती है, चाहे वह कितना भी तापमान हो, और कभी भी 100ºC के तापमान तक नहीं पहुंच पाता है।

इस प्रक्रिया को वाष्पीकरण कहा जाता है और इसे तरल के वाष्प दबाव द्वारा नियंत्रित किया जाता है। वाष्प का दबाव जितना अधिक होता है, उतनी ही तेजी से एक तरल वाष्पित हो सकता है (यह अधिक अस्थिर होता है) और इसके अलावा, तापमान जितना अधिक होता है, वाष्प का दबाव उतना ही अधिक होता है।

क्वथनांक क्या है?

किसी द्रव के क्वथनांक को उस तापमान के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर उसका वाष्प दाब वायुमंडलीय दाब के बराबर हो जाता है। जब ऐसा होता है, तरल के भीतर वाष्प के छोटे बुलबुले बन सकते हैं जो ऊपर उठते हैं और सतह पर फट जाते हैं जिस बिंदु पर तरल “उबालना” शुरू होता है (हालांकि सही शब्द उबल रहा है)। जब वायुमंडलीय दबाव 1 वायुमंडल (समुद्र तल पर) होता है तो इसे सामान्य क्वथनांक कहा जाता है।

उदाहरण के लिए, पानी का सामान्य क्वथनांक 100ºC है।

दूध 100ºC पर क्यों नहीं उबलता है?

दूध का क्वथनांक पानी के क्वथनांक के समान नहीं होता है क्योंकि दूध एक ऐसा मिश्रण है जिसमें घुले और निलंबित दोनों तरह के कई पदार्थ होते हैं। इन सभी विलेय की उपस्थिति के परिणामस्वरूप दूध का वाष्प दाब उसी तापमान पर शुद्ध पानी के वाष्प दाब से कम होता है।

यह घटना, जिसे वाष्प दाब में गिरावट कहा जाता है, विलयनों के अणुसंख्यक गुणों का हिस्सा है और इसके कई परिणाम होते हैं। उनमें से एक यह है कि अगर हम शुद्ध पानी की तुलना 100ºC के दूध से करें तो शुद्ध पानी अपने क्वथनांक तक पहुँच चुका होगा, जबकि कम वाष्प दबाव वाला दूध अभी उस तक नहीं पहुँच पाया होगा, इसलिए उसे गर्म करना होगा। वायुमंडलीय दबाव के साथ इसके वाष्प दबाव की बराबरी करने के लिए थोड़ा और।

यह तरल पदार्थ और गैर-वाष्पशील विलेय के बीच सभी मिश्रणों के साथ होता है और यह क्वथनांक वृद्धि, या एबुलोस्कोपिक वृद्धि नामक समाधानों का एक संपार्श्विक गुण भी है।

दूध का क्वथनांक क्या है?

समाधान के क्वथनांक में वृद्धि सामान्य रूप से मिश्रण की संरचना पर निर्भर करती है। समाधान जितना अधिक केंद्रित होगा, क्वथनांक में भिन्नता उतनी ही अधिक होगी। हालांकि, ये अंतर आमतौर पर बहुत कम होते हैं, लगभग हमेशा एक डिग्री सेल्सियस के दसवें हिस्से के क्रम में।

चूंकि दूध में हमेशा एक समान संरचना नहीं होती है (कुछ में अधिक प्रोटीन होगा, कुछ में अधिक लैक्टोज, कुछ में अधिक वसा, आदि), तो दूध के लिए एक ही क्वथनांक नहीं होता है। हालांकि, संदर्भ के लिए, 1 वातावरण के दबाव में एक सामान्य मान 100.15 डिग्री सेल्सियस और 100.20 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है।

किसी भी अन्य दबाव पर दूध का क्वथनांक इन मूल्यों से अधिक या कम हो सकता है, लेकिन यह हमेशा शुद्ध पानी के क्वथनांक से थोड़ा अधिक होगा।

व्यावहारिक अनुप्रयोग: दूध को बहने से कैसे रोकें?

जिस किसी ने भी कभी चूल्हे पर दूध उबालने के लिए गर्म किया हो, उसने दो बातों पर ध्यान दिया होगा:

1. उबालने पर दूध में झाग आने लगता है और वह फटने लगता है।
2. अगर यह बहुत तेजी से गर्म होता है तो यह नीचे की तरफ जलता है।

दोनों अप्रिय हैं, लेकिन दूध और पानी के क्वथनांक को जानकर इनसे बचना भी बहुत आसान है। चूंकि दूध पानी की तुलना में केवल थोड़ा अधिक तापमान पर उबलता है, और जब पानी उबालना शुरू होता है तो यह 100ºC के एक स्थिर तापमान को बनाए रखता है, इसलिए उबलते पानी के बर्तन में दूध आसानी से गर्म हो सकता है। दूध लगभग अपने क्वथनांक तक गर्म हो जाएगा, लेकिन यह उस तक कभी नहीं पहुंचेगा, इसलिए यह बर्तन के तल पर झाग या जलेगा नहीं।