Latent Heat and Heating Curve Questions in Hindi

(B) वाष्प से तरल में अवस्था परिवर्तन (phase transition) के दौरान,पदार्थ वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा (latent heat of vaporization) के रूप में ऊर्जा छोड़ता है। इसलिए,अवस्था परिवर्तन की प्रक्रिया के दौरान तापमान स्थिर रहता है और निकाय परिवेश में ऊष्मा मुक्त करता है।

(D) जब तापमान स्थिर रहता है,तब किसी ठोस पदार्थ के इकाई द्रव्यमान को उसके गलनांक पर ठोस अवस्था से द्रव अवस्था में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा को गलन की गुप्त ऊष्मा (Latent heat of fusion) के रूप में परिभाषित किया जाता है। अतः,सही विकल्प $D$ है।

(A) वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा $(L_v)$ हमेशा गलन की गुप्त ऊष्मा $(L_f)$ से अधिक होती है।
इसका कारण यह है कि द्रव से वाष्प अवस्था में परिवर्तन के दौरान,पदार्थ के आयतन में काफी वृद्धि होती है,जिसके लिए बाहरी दबाव के विरुद्ध काफी कार्य करना पड़ता है।
इसके अतिरिक्त,द्रव में मौजूद अंतर-आणविक बलों को गैस में बदलने के लिए पूरी तरह से तोड़ना पड़ता है,जबकि ठोस से द्रव में परिवर्तन के दौरान,ये बल केवल आंशिक रूप से कमजोर होते हैं।
इसलिए,गलन प्रक्रिया की तुलना में वाष्पीकरण के लिए अधिक ऊष्मीय ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(A) $100^{\circ}C$ पर भाप में,$100^{\circ}C$ पर पानी की तुलना में वाष्पीकरण की अतिरिक्त गुप्त ऊष्मा होती है,जो लगभग $540 \ cal/g$ है।
जब भाप त्वचा के संपर्क में आती है,तो यह $100^{\circ}C$ पर पानी में संघनित होते समय इस गुप्त ऊष्मा को मुक्त करती है।
इसलिए,समान तापमान पर पानी की तुलना में भाप द्वारा मुक्त की गई कुल ऊर्जा काफी अधिक होती है,जिससे भाप से जलना अधिक गंभीर होता है।

(A) गुप्त ऊष्मा पदार्थ का एक गुण है जो अवस्था परिवर्तन से गुजरने वाले पदार्थ के द्रव्यमान पर निर्भर करता है।
इसे $Q = mL$ के रूप में परिभाषित किया जाता है,जहाँ $m$ द्रव्यमान है और $L$ संलयन की विशिष्ट गुप्त ऊष्मा है।
चूंकि धात्विक गेंद और स्प्रिंग दोनों एक ही पदार्थ से बने हैं,इसलिए उनकी विशिष्ट गुप्त ऊष्मा $L$ समान है।
यह देखते हुए कि उनके द्रव्यमान $m$ भी समान हैं,आवश्यक कुल गुप्त ऊष्मा $Q$ दोनों के लिए समान होनी चाहिए।
स्प्रिंग को खींचने में खर्च की गई ऊर्जा प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के रूप में संग्रहीत होती है,जो ऊर्जा का एक व्यवस्थित रूप है।
हालाँकि,गुप्त ऊष्मा उस ऊर्जा से संबंधित है जो अवस्था परिवर्तन के दौरान अंतर-आणविक बलों को दूर करने के लिए आवश्यक होती है,जो वस्तु के प्रारंभिक विन्यास या आंतरिक प्रत्यास्थ ऊर्जा से स्वतंत्र होती है।

(C) दी गई ऊर्जा $E = 0.93 \, Wh = 0.93 \times 3600 \, J = 3348 \, J$ है।
$0^{\circ}C$ पर $10 \, g$ बर्फ को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा $Q = mL_f$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $L_f = 80 \, cal/g = 80 \times 4.184 \, J/g = 334.72 \, J/g$ है।
$Q = 10 \, g \times 334.72 \, J/g = 3347.2 \, J$ है।
चूंकि आपूर्ति की गई ऊर्जा $(3348 \, J)$ बर्फ को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा $(3347.2 \, J)$ के लगभग बराबर है,इसलिए बर्फ का पूरा टुकड़ा बस पिघल जाता है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
$100^{\circ}C$ पर,भाप उबलते पानी की तुलना में अधिक गंभीर जलन पैदा करती है क्योंकि भाप में वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा (latent heat of vaporization) अतिरिक्त रूप से मौजूद होती है।
जब भाप त्वचा के संपर्क में आती है,तो यह इस गुप्त ऊष्मा $(L_v \approx 2260 \ J/g)$ को मुक्त करती है,जो $100^{\circ}C$ के पानी द्वारा मुक्त की गई ऊष्मा के अतिरिक्त होती है,जिसके परिणामस्वरूप त्वचा में कुल ऊर्जा का स्थानांतरण बहुत अधिक हो जाता है।

(B) विशिष्ट ऊष्मा धारिता का सूत्र $c = \frac{Q}{m \cdot \Delta \theta}$ है।
पानी से भाप में अवस्था परिवर्तन (उबलने) के दौरान,पदार्थ का तापमान स्थिर रहता है,जिसका अर्थ है कि तापमान में परिवर्तन $\Delta \theta = 0$ है।
इस मान को सूत्र में रखने पर,हमें $c = \frac{Q}{m \cdot 0} = \infty$ प्राप्त होता है।
अतः,उबलते समय पानी की विशिष्ट ऊष्मा अनंत होती है।

(B) पदार्थ को पिघली हुई अवस्था में बनाए रखने के लिए दी गई पावर $P$ का उपयोग परिवेश में खोई हुई ऊष्मा की भरपाई करने के लिए किया जाता है।
जब पावर बंद कर दी जाती है,तो पदार्थ $t$ समय में अपनी संलयन की गुप्त ऊष्मा $L$ को मुक्त करके जम जाता है।
जमने के दौरान मुक्त हुई कुल ऊष्मा $Q = mL$ है।
ऊष्मा हानि की दर $\frac{Q}{t} = \frac{mL}{t}$ है।
चूंकि पिघली हुई अवस्था को बनाए रखने के लिए $P$ पावर की आवश्यकता थी,इसलिए यह ऊष्मा हानि की दर के बराबर होनी चाहिए: $P = \frac{mL}{t}$।
$L$ के लिए हल करने पर,हमें $L = \frac{Pt}{m}$ प्राप्त होता है।

(C) हीटिंग कर्व में,क्षैतिज क्षेत्र अवस्था परिवर्तन को दर्शाते हैं जहाँ तापमान स्थिर रहता है।
$1$. $H_1$ और $H_2$ के बीच के क्षेत्र में,तापमान $T_1$ पर स्थिर रहता है। यह ठोस से तरल में अवस्था परिवर्तन को इंगित करता है। इस प्रक्रिया के दौरान अवशोषित ऊष्मा $(H_2 - H_1)$ है,जो गलन की गुप्त ऊष्मा है।
$2$. $H_3$ और $H_4$ के बीच के क्षेत्र में,तापमान $T_2$ पर स्थिर रहता है। यह तरल से गैस में अवस्था परिवर्तन को इंगित करता है। इस प्रक्रिया के दौरान अवशोषित ऊष्मा $(H_4 - H_3)$ है,जो वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा है।
इसलिए,विकल्प $(C)$ सही है क्योंकि $(H_2 - H_1)$ गलन की गुप्त ऊष्मा को दर्शाता है।

(A) $-10^{\circ}C$ से $100^{\circ}C$ तक बर्फ को गर्म करने की प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं:
$1$. बर्फ को $-10^{\circ}C$ से $0^{\circ}C$ तक गर्म करना: जैसे-जैसे ऊष्मा दी जाती है, तापमान रैखिक रूप से बढ़ता है।
$2$. $0^{\circ}C$ पर बर्फ का पिघलना: जब अवस्था ठोस से तरल में बदलती है (गलन की गुप्त ऊष्मा), तो तापमान $0^{\circ}C$ पर स्थिर रहता है।
$3$. पानी को $0^{\circ}C$ से $100^{\circ}C$ तक गर्म करना: जैसे-जैसे ऊष्मा दी जाती है, तापमान रैखिक रूप से बढ़ता है।
$4$. $100^{\circ}C$ पर पानी का उबलना: जब अवस्था तरल से गैस में बदलती है (वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा), तो तापमान $100^{\circ}C$ पर स्थिर रहता है।
इसलिए, हीटिंग वक्र में दो रैखिक बढ़ते खंड होने चाहिए जो एक क्षैतिज खंड (पिघलना) द्वारा अलग किए गए हों और उसके बाद एक और क्षैतिज खंड (उबलना) हो। विकल्प $A$ इस क्रम को सही ढंग से दर्शाता है।

(D) मान लीजिए $P$ प्रति इकाई समय ऊष्मा हानि की दर (शक्ति) है।
$A$ से $B$ तक शीतलन चरण के दौरान,तापमान $t_1 = 2 \text{ min}$ में $90^{\circ}C$ से घटकर $80^{\circ}C$ हो जाता है। खोई हुई ऊष्मा $Q_1 = mC\Delta T = mC(90 - 80) = 10mC$ द्वारा दी जाती है।
चूंकि $Q_1 = P \times t_1$,हमारे पास $10mC = P \times 2$ है,जिसका अर्थ है $P = 5mC$।
$B$ से $D$ तक जमने (solidification) के चरण के दौरान,तापमान $t_2 = 4 \text{ min}$ के लिए $80^{\circ}C$ पर स्थिर रहता है। खोई हुई ऊष्मा गुप्त ऊष्मा है,जो $Q_2 = mL$ द्वारा दी जाती है।
चूंकि $Q_2 = P \times t_2$,हमारे पास $mL = P \times 4$ है।
पहले समीकरण से $P$ का मान दूसरे समीकरण में रखने पर:
$mL = (5mC) \times 4$
$mL = 20mC$
$\frac{L}{C} = 20$.

(B) हीटिंग कर्व (तापमान-समय ग्राफ) में,ढलान वाले भाग एक एकल अवस्था को दर्शाते हैं जहाँ ऊष्मा देने पर तापमान बढ़ता है,जबकि क्षैतिज भाग अवस्था परिवर्तन को दर्शाते हैं जहाँ तापमान स्थिर रहता है।
$1$. भाग $AB$ ठोस अवस्था के गर्म होने को दर्शाता है।
$2$. भाग $BC$ $60^{\circ}C$ के स्थिर तापमान पर ठोस से तरल में अवस्था परिवर्तन (गलनांक) को दर्शाता है।
$3$. भाग $CD$ तरल अवस्था के $60^{\circ}C$ से $210^{\circ}C$ तक गर्म होने को दर्शाता है।
$4$. भाग $DE$ $210^{\circ}C$ के स्थिर तापमान पर तरल से गैस में अवस्था परिवर्तन (क्वथनांक) को दर्शाता है।
$5$. भाग $EF$ गैसीय अवस्था के गर्म होने को दर्शाता है।
अतः,पदार्थ $CD$ भाग के दौरान तरल अवस्था में है।

(C) हीटिंग कर्व के क्षैतिज भाग उन अवस्था परिवर्तनों को दर्शाते हैं जहाँ निरंतर ऊष्मा आपूर्ति के बावजूद तापमान स्थिर रहता है। इन क्षैतिज खंडों की लंबाई अवस्था परिवर्तन के लिए आवश्यक गुप्त ऊष्मा के समानुपाती होती है।
$1$. दिए गए ग्राफ में,अवस्था परिवर्तन को दर्शाने वाला एक क्षैतिज खंड है। हालाँकि,तापमान-समय ग्राफ के ढलान को देखते हुए,ढलान $\frac{dT}{dt} = \frac{P}{ms}$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $P$ शक्ति (ऊष्मा आपूर्ति की दर) है,$m$ द्रव्यमान है,और $s$ विशिष्ट ऊष्मा धारिता है।
$2$. चूंकि $P$ और $m$ स्थिर हैं,इसलिए विशिष्ट ऊष्मा धारिता $s$ ढलान के व्युत्क्रमानुपाती होती है $(s \propto \frac{1}{\text{slope}})$।
$3$. ग्राफ एक ढलान वाली रेखा दिखाता है। यदि हम गुप्त ऊष्मा खंडों की तुलना करें (यदि एक से अधिक मौजूद हों),तो हम उनकी लंबाई की तुलना करेंगे। विकल्पों को देखते हुए,हम वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा बनाम गलन की गुप्त ऊष्मा का मूल्यांकन करते हैं। पानी जैसे पदार्थों के लिए मानक हीटिंग कर्व में,वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा गलन की गुप्त ऊष्मा से काफी अधिक होती है। इसलिए,वाष्पीकरण के अनुरूप क्षैतिज खंड गलन वाले खंड से लंबा होता है। अतः,यह निष्कर्ष कि वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा गलन की गुप्त ऊष्मा से अधिक है,सही है।

(C) यह ग्राफ एक शीतलन वक्र (cooling curve) को दर्शाता है जहाँ तापमान समय के साथ घटता है।
ग्राफ में एक क्षैतिज भाग है जहाँ समय बीतने के बावजूद तापमान स्थिर रहता है।
यह स्थिर तापमान क्षेत्र अवस्था परिवर्तन को इंगित करता है,विशेष रूप से द्रव से ठोस (जमने) में परिवर्तन के दौरान गुप्त ऊष्मा का निकलना।
इसलिए,यह ग्राफ द्रव से ठोस अवस्था में परिवर्तन को दर्शाता है।

(C) दिए गए हीटिंग वक्र से,संलयन के दौरान अवशोषित ऊष्मा $H = P \times t$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $P$ शक्ति (गर्म करने की दर) है और $t$ अवस्था परिवर्तन (संलयन) के लिए लिया गया समय है।
पदार्थ $A$ के लिए:
संलयन प्रक्रिया $60^\circ C$ के स्थिर तापमान पर होती है। इस अवस्था परिवर्तन के लिए समय अंतराल $t = 2 \, min$ से $t = 6 \, min$ तक है।
संलयन के लिए लिया गया समय,$t_A = 6 - 2 = 4 \, min = 4 \times 60 \, s = 240 \, s$.
$A$ द्वारा अवशोषित ऊष्मा,$H_A = P \times t_A = 6 \, cal \, s^{-1} \times 240 \, s = 1440 \, cal$.
पदार्थ $B$ के लिए:
संलयन प्रक्रिया $20^\circ C$ के स्थिर तापमान पर होती है। इस अवस्था परिवर्तन के लिए समय अंतराल $t = 4 \, min$ से $t = 6.5 \, min$ तक है।
संलयन के लिए लिया गया समय,$t_B = 6.5 - 4 = 2.5 \, min = 2.5 \times 60 \, s = 150 \, s$.
$B$ द्वारा अवशोषित ऊष्मा,$H_B = P \times t_B = 6 \, cal \, s^{-1} \times 150 \, s = 900 \, cal$.
अवशोषित ऊष्मा का अनुपात:
$\frac{H_A}{H_B} = \frac{1440}{900} = \frac{144}{90} = \frac{8}{5}$.

(A) द्रव से गैस अवस्था में परिवर्तन के दौरान आयतन में काफी वृद्धि होती है।
इसलिए,स्थिर तापमान पर अवस्था परिवर्तन करने के लिए,ठोस से द्रव अवस्था में परिवर्तन के लिए आवश्यक ऊष्मा की तुलना में द्रव से गैस अवस्था में परिवर्तन के लिए अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होती है,क्योंकि अंतर-आणविक आकर्षण बलों को तोड़ने और पदार्थ के आयतन का विस्तार करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

(C) मान लीजिए कि पानी का द्रव्यमान $m$ है। तापमान को $0 \text{ °C}$ से $100 \text{ °C}$ तक बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा $Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T = m \cdot 1 \cdot (100 - 0) = 100m \text{ cal}$ है।
यह प्रक्रिया $10 \text{ मिनट}$ लेती है,इसलिए ऊष्मा आपूर्ति की दर $P = \frac{100m}{10} = 10m \text{ cal/min}$ है।
अब,$100 \text{ °C}$ पर पानी का भाप में रूपांतरण $55 \text{ मिनट}$ में होता है। इस अवस्था परिवर्तन के लिए आवश्यक ऊष्मा $Q_2 = m \cdot L$ है।
$55 \text{ मिनट}$ में दी गई ऊष्मा $Q_2 = P \times 55 = 10m \times 55 = 550m \text{ cal}$ है।
$Q_2 = mL$ को बराबर करने पर,हमें $mL = 550m$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है कि $L = 550 \text{ cal/g}$।

(B) उबलते पानी का भाप में परिवर्तन एक अवस्था परिवर्तन प्रक्रिया है जो स्थिर तापमान (समतापीय प्रक्रिया) पर होती है।
किसी भी पदार्थ के लिए,विशिष्ट ऊष्मा धारिता $s$ को निम्नलिखित सूत्र द्वारा परिभाषित किया जाता है:
$Q = ms \Delta T$
$s$ के लिए पुनर्व्यवस्थित करने पर,हमें प्राप्त होता है:
$s = \frac{Q}{m \Delta T}$
अवस्था परिवर्तन प्रक्रिया में तापमान स्थिर रहता है,इसलिए तापमान में परिवर्तन $\Delta T = 0$ होता है।
सूत्र में $\Delta T = 0$ रखने पर:
$s = \frac{Q}{m \times 0} = \infty$
अतः,द्रव से भाप में अवस्था परिवर्तन के दौरान पानी की विशिष्ट ऊष्मा अनंत होती है।

(C) अवस्था परिवर्तन (गलन) के दौरान अवशोषित ऊष्मा $H = mL$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $m$ द्रव्यमान है और $L$ गलन की गुप्त ऊष्मा है।
चूंकि पदार्थों को $P = 6 \ cal \ s^{-1}$ की स्थिर दर से गर्म किया जा रहा है,इसलिए अवशोषित ऊष्मा $H = P \times \Delta t$ है,जहाँ $\Delta t$ वह समय अंतराल है जिसके दौरान पदार्थ पिघल रहा है (ग्राफ का क्षैतिज भाग)।
पदार्थ $A$ के लिए,गलन $t = 2 \ s$ से $t = 6 \ s$ तक होता है,इसलिए $\Delta t_A = 6 - 2 = 4 \ s$ है।
पदार्थ $B$ के लिए,गलन $t = 4 \ s$ से $t = 6.5 \ s$ तक होता है,इसलिए $\Delta t_B = 6.5 - 4 = 2.5 \ s$ है।
चूंकि द्रव्यमान समान हैं,इसलिए अवशोषित ऊष्मा का अनुपात $H_A/H_B = (P \times \Delta t_A) / (P \times \Delta t_B) = \Delta t_A / \Delta t_B$ होगा।
$H_A/H_B = 4 / 2.5 = 40 / 25 = 8/5$।

(A) आग मुख्य रूप से पानी के वाष्पीकरण द्वारा बुझाई जाती है,जो जलती हुई वस्तु से बड़ी मात्रा में गुप्त ऊष्मा (latent heat) को अवशोषित करती है,जिससे उसका तापमान ज्वलन बिंदु से नीचे आ जाता है।
इसके अतिरिक्त,उत्पन्न जलवाष्प जलती हुई सामग्री के चारों ओर एक कंबल बना लेती है,जिससे ऑक्सीजन की आपूर्ति कट जाती है,जो दहन के लिए आवश्यक है।
गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में अधिक प्रभावी होता है क्योंकि यह पहले से ही अपने क्वथनांक के करीब होता है,जिससे यह आग के संपर्क में आते ही बहुत तेजी से वाष्पित हो जाता है,इस प्रकार ऑक्सीजन को विस्थापित करने और गर्मी को तेजी से अवशोषित करने के लिए भाप की एक बड़ी मात्रा बनाता है।

(B) बर्फ को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा $Q = mL$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $m = 60 \, g$ और $L = 80 \, cal/g$ है।
$Q = 60 \times 80 = 4800 \, cal$.
इस ऊर्जा को जूल में बदलने के लिए,हम ऊष्मा के यांत्रिक तुल्यांक $J = 4.2 \, J/cal$ का उपयोग करते हैं।
$Q_{joules} = 4800 \times 4.2 = 20160 \, J$.
लिया गया समय $t = 1 \, minute = 60 \, seconds$ है।
शक्ति $P = \frac{Q_{joules}}{t} = \frac{20160}{60} = 336 \, W$ है।

(D) यह ग्राफ किसी पदार्थ के लिए तापमान बनाम ऊष्मा इनपुट को दर्शाता है।
$OA$: जब पदार्थ ठोस अवस्था में होता है तो तापमान बढ़ता है।
$AB$: तापमान स्थिर रहता है,जो ठोस से द्रव में अवस्था परिवर्तन (गलन) को दर्शाता है।
$BC$: जब पदार्थ द्रव अवस्था में होता है तो तापमान बढ़ता है।
$CD$: तापमान स्थिर रहता है,जो द्रव से गैस में अवस्था परिवर्तन (क्वथन) को दर्शाता है।
$DE$: जब पदार्थ गैसीय अवस्था में होता है तो तापमान बढ़ता है। चूंकि ऊष्मा आपूर्ति की दर स्थिर है,तापमान-ऊष्मा ग्राफ का ढाल $\frac{dT}{dQ} = \frac{1}{ms}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $m$ द्रव्यमान है और $s$ विशिष्ट ऊष्मा धारिता है। इस प्रकार,ढाल ऊष्मा धारिता $(ms)$ के व्युत्क्रमानुपाती होता है। दिए गए विकल्पों के अनुसार,विकल्प $D$ सबसे उपयुक्त है क्योंकि ढाल $\frac{1}{ms}$ है।

(A) मान लीजिए कि बर्फ का टुकड़ा $h$ ऊँचाई से गिरता है।
जब बर्फ का टुकड़ा झील में गिरता है,तो उसकी गुरुत्वीय स्थितिज ऊर्जा प्रभाव के समय ऊष्मीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
यह ऊष्मीय ऊर्जा बर्फ के एक हिस्से को पिघलाने के लिए उत्तरदायी है।
टुकड़े द्वारा खोई गई स्थितिज ऊर्जा $PE = mgh$ है।
$m/5$ द्रव्यमान की बर्फ को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा $Q = (m/5)L$ है।
स्थितिज ऊर्जा को ऊष्मीय ऊर्जा के बराबर रखने पर,हमें प्राप्त होता है:
$mgh = \frac{m}{5}L$
दोनों पक्षों से $m$ को हटाने पर,हमें प्राप्त होता है:
$gh = \frac{L}{5}$
$h$ के लिए हल करने पर,हमें प्राप्त होता है:
$h = \frac{L}{5g}$

(C) ग्राफ से,पदार्थ $125^{\circ} C$ के स्थिर तापमान पर अवस्था परिवर्तन (वाष्पीकरण) से गुजरता है। यह अवस्था परिवर्तन $t = 20 \, min$ से $t = 30 \, min$ तक होता है।
वाष्पीकरण प्रक्रिया की अवधि $\Delta t = 30 - 20 = 10 \, min$ है।
ऊष्मा अवशोषण की दर $P = 42 \, kJ \, min^{-1}$ है।
वाष्पीकरण के दौरान अवशोषित कुल ऊष्मा $Q = P \times \Delta t = 42 \times 10 = 420 \, kJ$ है।
पदार्थ का द्रव्यमान $m = 5 \, kg$ है।
वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा $L$ को $Q = m \times L$ द्वारा दिया जाता है।
अतः,$L = \frac{Q}{m} = \frac{420}{5} = 84 \, kJ \, kg^{-1}$।

(B) जब $-20^oC$ तापमान वाले बर्फ के टुकड़े को $20^oC$ तापमान वाले कमरे में रखा जाता है,तो यह आसपास से ऊष्मा अवशोषित करता है।
सबसे पहले,बर्फ का तापमान $-20^oC$ से बढ़कर $0^oC$ हो जाता है। इसे एक बढ़ते हुए वक्र द्वारा दर्शाया जाता है।
$0^oC$ पर,बर्फ पानी में पिघलना शुरू हो जाती है। अवस्था परिवर्तन (गलनांक) के दौरान,ऊष्मा अवशोषित होने के बावजूद तापमान $0^oC$ पर स्थिर रहता है। इसे तापमान-समय ग्राफ पर एक क्षैतिज रेखा (plateau) द्वारा दर्शाया जाता है।
पूरी बर्फ पिघल जाने के बाद,पानी का तापमान $0^oC$ से बढ़कर कमरे के तापमान $20^oC$ की ओर बढ़ना शुरू हो जाता है। इसे एक और बढ़ते हुए वक्र द्वारा दर्शाया जाता है।
इसलिए,सही ग्राफ शुरुआत में वृद्धि,$0^oC$ पर एक क्षैतिज रेखा और उसके बाद फिर से वृद्धि को दर्शाता है।

(C) $1\ atm$ पर ऑक्सीजन का क्वथनांक लगभग $90\ K$ होता है।
जब तरल ऑक्सीजन को स्थिर दबाव पर $50\ K$ से $300\ K$ तक गर्म किया जाता है, तो यह पहले तरल के रूप में गर्म होता है जब तक कि यह अपने क्वथनांक $(90\ K)$ तक नहीं पहुँच जाता।
इस चरण के दौरान, तापमान समय के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है क्योंकि गर्म करने की दर स्थिर है ($Q = mc\Delta T$, इसलिए $\frac{dT}{dt} = \frac{P}{mc} = \text{स्थिर}$).
एक बार जब यह क्वथनांक पर पहुँच जाता है, तो तापमान स्थिर रहता है जबकि तरल गैस बनने के लिए चरण परिवर्तन (उबलना) से गुजरता है। इसे तापमान-समय ग्राफ पर एक क्षैतिज रेखा द्वारा दर्शाया गया है।
चरण परिवर्तन पूरा होने के बाद, ऑक्सीजन गैसीय अवस्था में होती है और इसका तापमान बढ़ना जारी रहता है क्योंकि इसे $300\ K$ तक और गर्म किया जाता है।
ग्राफ $C$ तापमान में रैखिक वृद्धि, उसके बाद चरण परिवर्तन के दौरान एक स्थिर तापमान क्षेत्र, और फिर गैस के रूप में फिर से रैखिक वृद्धि दिखाता है। इसलिए, ग्राफ $C$ सही निरूपण है।

(D) जब किसी पदार्थ को स्थिर दर पर गर्म किया जाता है,तो उसका तापमान उसके क्वथनांक तक पहुँचने तक बढ़ता है। अवस्था परिवर्तन (क्वथन) के दौरान,तापमान स्थिर रहता है क्योंकि दी गई ऊष्मा का उपयोग अंतर-आणविक बलों को दूर करने के लिए किया जाता है (वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा)। पदार्थ के पूरी तरह से गैस में बदल जाने के बाद,तापमान फिर से बढ़ता है। इसलिए,तापमान-समय ग्राफ एक रैखिक वृद्धि,उसके बाद अवस्था परिवर्तन के दौरान एक क्षैतिज पठार (प्लेटो),और फिर एक और रैखिक वृद्धि दिखाता है। यह व्यवहार ग्राफ $D$ द्वारा सही ढंग से दर्शाया गया है।

(B) हीटिंग कर्व (ऊष्मन वक्र) में,अवस्था परिवर्तन के दौरान तापमान $\theta$ स्थिर रहता है क्योंकि दी गई ऊष्मा पदार्थ की गतिज ऊर्जा बढ़ाने के बजाय उसकी अवस्था बदलने के लिए गुप्त ऊष्मा के रूप में उपयोग की जाती है।
$1$. खंड $AB$ ठोस के गर्म होने को दर्शाता है।
$2$. खंड $BC$ एक क्षैतिज रेखा है जहाँ तापमान स्थिर है,जो गलनांक प्रक्रिया को दर्शाता है जहाँ ठोस द्रव में परिवर्तित होता है।
$3$. खंड $CD$ द्रव के गर्म होने को दर्शाता है।
$4$. खंड $DE$ एक और क्षैतिज रेखा है जो क्वथनांक प्रक्रिया को दर्शाती है जहाँ द्रव वाष्प में परिवर्तित होता है।
$5$. खंड $EF$ वाष्प के गर्म होने को दर्शाता है।
अतः,खंड $BC$ ठोस का द्रव में रूपांतरण दर्शाता है।

(B) पदार्थ को उसके गलनांक पर पिघली हुई अवस्था में रखने के लिए दी गई शक्ति $P$ उस दर के बराबर है जिस पर अवस्था परिवर्तन संतुलन बनाए रखने के लिए परिवेश में ऊष्मा का ह्रास होता है।
जब शक्ति बंद कर दी जाती है,तो जमने के दौरान पदार्थ द्वारा मुक्त की गई ऊर्जा उस ऊर्जा के बराबर होती है जो उसे पिघलने के लिए अवशोषित करनी पड़ती,जिसे $Q = P \times t$ द्वारा दर्शाया जाता है।
अवस्था परिवर्तन (ठोस बनने) के लिए आवश्यक ऊष्मा $Q = mL$ है,जहाँ $L$ संलयन की गुप्त ऊष्मा है।
ऊर्जा के दोनों व्यंजकों को बराबर करने पर: $mL = P \times t$.
अतः,संलयन की गुप्त ऊष्मा $L = \frac{Pt}{m}$ है।

(C) दोनों पदार्थों के लिए ऊष्मा आपूर्ति की दर स्थिर है,जो $P = 6 \, cal \, s^{-1}$ दी गई है।
किसी पदार्थ के लिए,अवस्था परिवर्तन (संलयन) के दौरान अवशोषित ऊष्मा $H = P \times \Delta t$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $\Delta t$ वह समय अंतराल है जिसके दौरान तापमान स्थिर रहता है (ग्राफ का क्षैतिज भाग)।
पदार्थ $A$ के लिए,तापमान $t = 2 \, s$ से $t = 6 \, s$ तक स्थिर रहता है। अतः,संलयन के लिए समय अंतराल $\Delta t_A = 6 - 2 = 4 \, s$ है।
$A$ द्वारा अवशोषित ऊष्मा $H_A = P \times \Delta t_A = 6 \times 4 = 24 \, cal$ है।
पदार्थ $B$ के लिए,तापमान $t = 4 \, s$ से $t = 6.5 \, s$ तक स्थिर रहता है (ग्राफ से देखने पर,क्षैतिज भाग $6$ और $7$ के बीच,यानी $6.5$ पर समाप्त होता है)। अतः,संलयन के लिए समय अंतराल $\Delta t_B = 6.5 - 4 = 2.5 \, s$ है।
$B$ द्वारा अवशोषित ऊष्मा $H_B = P \times \Delta t_B = 6 \times 2.5 = 15 \, cal$ है।
अवशोषित ऊष्मा का अनुपात $\frac{H_A}{H_B} = \frac{P \times \Delta t_A}{P \times \Delta t_B} = \frac{4}{2.5} = \frac{40}{25} = \frac{8}{5}$ है।

(C) जब $100\,^{\circ}C$ का पानी $100\,^{\circ}C$ की भाप में बदलता है,तो यह वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा के रूप में अतिरिक्त ऊर्जा को अवशोषित करता है। यह ऊर्जा तापमान में बिना किसी बदलाव के भाप में संग्रहीत रहती है। इसलिए,जब भाप त्वचा के संपर्क में आती है,तो यह पानी को ठंडा करने से निकलने वाली ऊष्मा के अलावा इस अतिरिक्त गुप्त ऊष्मा को भी छोड़ती है,जिससे समान तापमान वाले पानी की तुलना में भाप से अधिक गंभीर जलन होती है।

(A) किसी पदार्थ को पिघलाने के लिए आवश्यक गुप्त ऊष्मा $(Q)$ का सूत्र $Q = mL$ है,जहाँ $m$ द्रव्यमान है और $L$ गलन की विशिष्ट गुप्त ऊष्मा है।
चूंकि धात्विक गेंद और स्प्रिंग दोनों एक ही पदार्थ से बने हैं,इसलिए उनकी गलन की विशिष्ट गुप्त ऊष्मा $(L)$ समान है।
यह दिया गया है कि दोनों वस्तुओं का द्रव्यमान $(m)$ समान है,इसलिए उन्हें पिघलाने के लिए आवश्यक कुल ऊष्मा $(Q = mL)$ समान होनी चाहिए।
अतः,आवश्यक गुप्त ऊष्मा दोनों के लिए समान है।

(C) जब पात्र को एक बड़े निर्वातित कक्ष में रखा जाता है,तो पानी की सतह के ऊपर का दबाव काफी कम हो जाता है।
इसके कारण पानी के अणुओं का तेजी से वाष्पीकरण होता है।
चूँकि वाष्पीकरण एक ऊष्माशोषी प्रक्रिया है,इसलिए वाष्पीकरण के लिए आवश्यक गुप्त ऊष्मा शेष पानी से ली जाती है।
जैसे-जैसे शेष पानी ऊर्जा खोता है,उसका तापमान $0\,^{\circ}C$ से नीचे गिर जाता है,जिससे वह जम जाता है।
इस प्रकार,पानी का एक हिस्सा वाष्पित हो जाता है और शेष हिस्सा जम जाता है।

(B) माना $P$ हीटर की शक्ति (प्रति इकाई समय में दी गई ऊष्मा) है।
पानी को $0\,^oC$ से $100\,^oC$ तक गर्म करने के लिए:
$Q_1 = P \times t_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$
$P \times 10 = m \times 1 \times (100 - 0) = 100m \quad ... (i)$
पानी को $100\,^oC$ पर भाप में बदलने के लिए:
$Q_2 = P \times t_2 = m \cdot L$
$P \times 55 = m \cdot L \quad ... (ii)$
समीकरण $(ii)$ को $(i)$ से विभाजित करने पर:
$\frac{P \times 55}{P \times 10} = \frac{m \cdot L}{100m}$
$5.5 = \frac{L}{100}$
$L = 5.5 \times 100 = 550\, cal/g$.

(B) दी गई ऊर्जा $Q_{\text{supplied}} = 0.93 \, W \cdot h = 0.93 \times 3600 \, J = 3348 \, J$ है।
$0 \, ^\circ C$ पर $10 \, g$ बर्फ को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊर्जा $Q_{\text{req}} = m \cdot L_f$ है,
जहाँ $L_f = 80 \, cal/g = 335.2 \, J/g$ ($1 \, cal = 4.19 \, J$ का उपयोग करते हुए)।
अतः,$Q_{\text{req}} = 10 \, g \times 335.2 \, J/g = 3352 \, J$ है।
मानों की तुलना करने पर,$Q_{\text{supplied}} \approx Q_{\text{req}} \approx 3350 \, J$ प्राप्त होता है।
चूंकि दी गई ऊर्जा अवस्था परिवर्तन के लिए आवश्यक गुप्त ऊष्मा के लगभग बराबर है,इसलिए बर्फ का पूरा टुकड़ा बस पिघल जाता है।

(A) $-10\,^oC$ पर बर्फ को $100\,^oC$ पर भाप में गर्म करने की प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं:
$1$. बर्फ को $-10\,^oC$ से $0\,^oC$ तक गर्म करना: तापमान दी गई ऊष्मा के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है।
$2$. $0\,^oC$ पर बर्फ का पिघलना: अवस्था परिवर्तन के दौरान तापमान $0\,^oC$ पर स्थिर रहता है।
$3$. पानी को $0\,^oC$ से $100\,^oC$ तक गर्म करना: तापमान दी गई ऊष्मा के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है।
$4$. $100\,^oC$ पर पानी का उबलना: अवस्था परिवर्तन के दौरान तापमान $100\,^oC$ पर स्थिर रहता है।
इस प्रकार,तापमान-ऊष्मा ग्राफ में दो क्षैतिज पठारों (स्थिर तापमान वाले भाग) द्वारा अलग किए गए तापमान वृद्धि के दो क्षेत्र होने चाहिए। ग्राफ $A$ इस व्यवहार को सही ढंग से दर्शाता है।

(A) जब $100\,^{\circ}C$ पर पानी $100\,^{\circ}C$ पर भाप में बदलता है,तो यह वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा $(L_v = 2260\,kJ/kg)$ के रूप में अतिरिक्त ऊष्मा को अवशोषित करता है।
चूंकि भाप में समान तापमान वाले तरल पानी की तुलना में यह अतिरिक्त गुप्त ऊष्मा ऊर्जा होती है,इसलिए त्वचा के संपर्क में आने पर यह काफी अधिक ऊर्जा छोड़ती है।
इसलिए,$100\,^{\circ}C$ पर भाप से जलना उसी तापमान पर पानी से जलने की तुलना में अधिक खतरनाक होता है।

(C) विशिष्ट ऊष्मा धारिता $s$ को $s = \frac{Q}{m \Delta T}$ के रूप में परिभाषित किया जाता है,जहाँ $Q$ दी गई ऊष्मा है,$m$ द्रव्यमान है,और $\Delta T$ तापमान में परिवर्तन है।
अवस्था परिवर्तन के दौरान (जैसे उबलते पानी का भाप में बदलना),पदार्थ का तापमान स्थिर रहता है,जिसका अर्थ है कि $\Delta T = 0$.
चूंकि हर (denominator) शून्य हो जाता है,इसलिए विशिष्ट ऊष्मा धारिता $s$ अनंत हो जाती है $(s = \infty)$.

(C) हीटिंग कर्व में,क्षैतिज भाग अवस्था परिवर्तन को दर्शाते हैं जहाँ तापमान स्थिर रहता है। अतः,$AB$ और $CD$ अवस्था परिवर्तन को दर्शाते हैं।
$AB$ गलन प्रक्रिया (ठोस से द्रव) के अनुरूप है,और $CD$ क्वथन प्रक्रिया (द्रव से वाष्प) के अनुरूप है।
अवस्था परिवर्तन के दौरान दी गई ऊष्मा $Q = mL$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $m$ द्रव्यमान है और $L$ गुप्त ऊष्मा है।
चूंकि ऊष्मा स्थिर दर पर दी जाती है,इसलिए क्षैतिज खंड की लंबाई दी गई ऊष्मा $(Q)$ के समानुपाती होती है।
ग्राफ से,$CD$ की लंबाई $AB$ की लंबाई की दोगुनी है $(CD = 2AB)$,जिसका अर्थ है कि वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा $(L_v)$,गलन की गुप्त ऊष्मा $(L_f)$ की दोगुनी है।
इसलिए,यह कथन कि 'गलन की गुप्त ऊष्मा,वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा की दोगुनी है' गलत है।

(D) पिघलने की प्रक्रिया के दौरान,पदार्थ का तापमान स्थिर रहता है,लेकिन दी गई ऊष्मा (गुप्त ऊष्मा) का उपयोग ठोस के कणों के बीच के अंतर-आणविक आकर्षण बलों को दूर करने के लिए किया जाता है।
यह प्रक्रिया अणुओं की स्थितिज ऊर्जा को बढ़ाती है,जिससे निकाय की कुल आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है।
इसलिए,Assertion गलत है।
गुप्त ऊष्मा को उस ऊष्मा ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है जो पदार्थ के तापमान को बदले बिना उसके इकाई द्रव्यमान की अवस्था को बदलने के लिए आवश्यक होती है,जो Reason को सही बनाता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) पसीना आने से शरीर से ऊष्मा का आदान-प्रदान वातावरण में होता है।
पानी शरीर से गुप्त ऊष्मा अवशोषित करके द्रव से वाष्प में परिवर्तित हो जाता है।
यह प्रक्रिया त्वचा से ऊष्मीय ऊर्जा को हटा देती है,जिससे शरीर ठंडा हो जाता है।
उत्सर्जकता सतह के पदार्थ का एक गुण है। त्वचा पर पानी की एक पतली परत इसकी उत्सर्जकता को नहीं बढ़ाती है; वास्तव में,यह शीतलन के संदर्भ में उत्सर्जकता में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं करती है।
अतः,अभिकथन सही है,लेकिन कारण गलत है।

(N/A) पदार्थ सामान्यतः तीन अवस्थाओं में पाया जाता है: $Solid$ (ठोस),$Liquid$ (द्रव),और $Gas$ (गैस)।
एक अवस्था से दूसरी अवस्था में होने वाले संक्रमण को अवस्था परिवर्तन कहा जाता है।
सामान्य उदाहरणों में $Solid$ से $Liquid$ (गलनांक) और $Liquid$ से $Gas$ (वाष्पीकरण) के साथ-साथ इनकी विपरीत प्रक्रियाएं ($Freezing$ और $Condensation$) शामिल हैं।
ये परिवर्तन पदार्थ और उसके परिवेश के बीच ऊष्मा के आदान-प्रदान के कारण होते हैं,जो अवस्था परिवर्तन के दौरान तापमान को बदले बिना अणुओं की आंतरिक ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं।

(N/A) पदार्थ की अवस्था में परिवर्तन को समझने के लिए पानी के हीटिंग कर्व (heating curve) पर विचार करें।
$1$. एक बीकर में कुछ बर्फ के टुकड़े लें और उसका प्रारंभिक तापमान नोट करें,जो $0^{\circ} C$ है।
$2$. बीकर को एक निरंतर ऊष्मा स्रोत पर रखें और इसे धीरे-धीरे गर्म करना शुरू करें।
$3$. तापमान के समान वितरण को सुनिश्चित करने के लिए बर्फ और पानी के मिश्रण को लगातार हिलाते रहें।
$4$. नियमित अंतराल पर (जैसे हर मिनट) मिश्रण का तापमान नोट करें और तापमान बनाम समय का ग्राफ बनाएं।
$5$. आप देखेंगे कि जब तक बीकर में बर्फ मौजूद है,तापमान $0^{\circ} C$ पर स्थिर रहता है,भले ही लगातार ऊष्मा दी जा रही हो।
$6$. यह स्थिर तापमान चरण इसलिए होता है क्योंकि दी गई ऊष्मा का उपयोग अंतर-आणविक आकर्षण बलों को दूर करने के लिए 'गलन की गुप्त ऊष्मा' (latent heat of fusion) के रूप में किया जाता है,जो पदार्थ की अवस्था को ठोस (बर्फ) से तरल (पानी) में बदल देता है।
$7$. एक बार जब सारी बर्फ पिघल जाती है,तो पानी का तापमान तब तक बढ़ना शुरू हो जाएगा जब तक कि यह क्वथनांक $(100^{\circ} C)$ तक नहीं पहुंच जाता,जहां स्थिर तापमान पर एक और अवस्था परिवर्तन (तरल से गैस) होता है।

(N/A) ठोस से द्रव अवस्था में परिवर्तन को पिघलना (melting) कहा जाता है और द्रव से ठोस अवस्था में परिवर्तन को जमना (freezing) कहा जाता है।
यह देखा गया है कि जब तक ठोस पदार्थ की पूरी मात्रा पिघल नहीं जाती,तब तक तापमान स्थिर रहता है।
ठोस से द्रव में अवस्था परिवर्तन के दौरान पदार्थ की ठोस और द्रव दोनों अवस्थाएं तापीय संतुलन में सह-अस्तित्व में रहती हैं।
वह तापमान जिस पर पदार्थ की ठोस और द्रव अवस्थाएं एक-दूसरे के साथ तापीय संतुलन में होती हैं,उसे उसका गलनांक (melting point) कहा जाता है।
यह पदार्थ का एक अभिलक्षणिक गुण है और यह दबाव पर भी निर्भर करता है।
मानक वायुमंडलीय दबाव पर किसी पदार्थ के गलनांक को उसका सामान्य गलनांक कहा जाता है।
बर्फ के पिघलने की प्रक्रिया को समझाने के लिए एक गतिविधि:
बर्फ का एक टुकड़ा लें। एक धातु का तार लें और उसके सिरों पर $5 \ kg$ के दो वजन बांधें। तार को चित्र में दिखाए अनुसार बर्फ के टुकड़े पर रखें। आप देखेंगे कि तार बर्फ के टुकड़े से होकर गुजर जाता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि तार के ठीक नीचे,दबाव बढ़ने के कारण बर्फ कम तापमान पर पिघल जाती है।
जब तार गुजर जाता है,तो तार के ऊपर का पानी फिर से जम जाता है। इस प्रकार,तार टुकड़े से होकर गुजर जाता है और टुकड़ा दो भागों में नहीं बंटता। पुनः जमने की इस घटना को पुनर्गलन (regelation) कहा जाता है।
स्केट के नीचे पानी बनने के कारण बर्फ पर स्केटिंग संभव हो पाती है। दबाव बढ़ने के कारण पानी बनता है और यह एक स्नेहक (lubricant) के रूप में कार्य करता है।

(N/A) गर्म करने पर,जब बर्फ पानी में परिवर्तित हो जाती है और हम गर्म करना जारी रखते हैं,तो तापमान बढ़ने लगता है। तापमान तब तक बढ़ता रहता है जब तक कि यह लगभग $100^{\circ} C$ तक नहीं पहुँच जाता,जिस बिंदु पर यह स्थिर हो जाता है।
दी गई ऊष्मा का उपयोग अब पानी को तरल अवस्था से वाष्प या गैसीय अवस्था में बदलने के लिए किया जाता है।
तरल से वाष्प (या गैस) में अवस्था परिवर्तन को वाष्पीकरण कहा जाता है।
यह देखा गया है कि तापमान तब तक स्थिर रहता है जब तक कि तरल की पूरी मात्रा वाष्प में परिवर्तित नहीं हो जाती।
तरल से वाष्प में अवस्था परिवर्तन के दौरान पदार्थ की तरल और वाष्प दोनों अवस्थाएं तापीय संतुलन में सह-अस्तित्व में रहती हैं।
वह तापमान जिस पर पदार्थ की तरल और वाष्प अवस्थाएं सह-अस्तित्व में होती हैं,उसे उसका क्वथनांक कहा जाता है।
जल के क्वथन की प्रक्रिया:
$1$. एक गोल पेंदी वाला फ्लास्क लें,जो आधे से अधिक पानी से भरा हो।
$2$. इसे बर्नर पर रखें और फ्लास्क के कॉर्क के माध्यम से एक थर्मामीटर और भाप निकास मार्ग को व्यवस्थित करें।
$3$. जैसे-जैसे फ्लास्क में पानी गर्म होता है,ध्यान दें कि पानी में घुली हुई हवा छोटे बुलबुलों के रूप में बाहर आएगी।

(N/A) जब कोई पदार्थ अपनी अवस्था बदलता है,तो उस पदार्थ और उसके परिवेश के बीच एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा का स्थानांतरण होता है। पदार्थ की अवस्था परिवर्तन के दौरान प्रति इकाई द्रव्यमान स्थानांतरित ऊष्मा को उस प्रक्रिया के लिए पदार्थ की गुप्त ऊष्मा कहा जाता है।
उदाहरण के लिए,यदि $-10^{\circ} C$ पर बर्फ की एक निश्चित मात्रा को ऊष्मा दी जाती है,तो बर्फ का तापमान उसके गलनांक $\left(0^{\circ} C\right)$ तक पहुँचने तक बढ़ता है। इस तापमान पर,अधिक ऊष्मा देने से तापमान नहीं बढ़ता बल्कि बर्फ पिघलने लगती है,या उसकी अवस्था बदल जाती है। एक बार जब पूरी बर्फ पिघल जाती है,तो अधिक ऊष्मा देने से पानी का तापमान बढ़ने लगेगा। ऐसी ही स्थिति क्वथनांक पर द्रव-गैस अवस्था परिवर्तन के दौरान होती है। उबलते पानी को और अधिक ऊष्मा देने से तापमान में वृद्धि हुए बिना उसका वाष्पीकरण होता है।
अवस्था परिवर्तन के दौरान आवश्यक ऊष्मा,रूपांतरण की ऊष्मा और अवस्था परिवर्तन करने वाले पदार्थ के द्रव्यमान पर निर्भर करती है।
इस प्रकार,यदि $m$ द्रव्यमान का कोई पदार्थ एक अवस्था से दूसरी अवस्था में बदलता है,तो आवश्यक ऊष्मा की मात्रा इस प्रकार दी जाती है:
$Q = m L$ या $L = \frac{Q}{m}$
जहाँ $L$ को गुप्त ऊष्मा कहा जाता है और यह पदार्थ का एक विशिष्ट गुण है।
इसका $SI$ मात्रक $J \ kg^{-1}$ है।
$L$ का मान दबाव पर भी निर्भर करता है। इसका मान आमतौर पर मानक वायुमंडलीय दबाव पर दिया जाता है।
ठोस-द्रव अवस्था परिवर्तन के लिए गुप्त ऊष्मा को गलन की गुप्त ऊष्मा $\left(L_{f}\right)$ कहा जाता है,और द्रव-गैस अवस्था परिवर्तन के लिए गुप्त ऊष्मा को वाष्पन की गुप्त ऊष्मा $\left(L_{v}\right)$ कहा जाता है।
इन्हें अक्सर गलन की ऊष्मा $\left(L_{f}\right)$ और वाष्पन की ऊष्मा $\left(L_{v}\right)$ के रूप में जाना जाता है।
चित्र में पानी की एक मात्रा के लिए तापमान बनाम ऊष्मा ऊर्जा का ग्राफ दिखाया गया है। जब अवस्था परिवर्तन के दौरान ऊष्मा दी जाती है (या निकाली जाती है),तो तापमान स्थिर रहता है।

(B) पदार्थ की अवस्था को एक रूप (ठोस,द्रव या गैस) से दूसरे रूप में बदलने की प्रक्रिया को अवस्था परिवर्तन (Phase transition) कहा जाता है। यह प्रक्रिया आमतौर पर तब होती है जब ऊष्मा दी जाती है या निकाली जाती है और तापमान स्थिर रहता है,और इसमें शामिल ऊर्जा को गुप्त ऊष्मा (Latent heat) कहा जाता है।

(N/A) गलन अवस्था परिवर्तन की वह प्रक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ नियत तापमान पर ऊष्मा का अवशोषण करके ठोस अवस्था से द्रव अवस्था में परिवर्तित हो जाता है।
गलनांक वह विशिष्ट तापमान है जिस पर कोई ठोस पदार्थ दिए गए दबाव पर अपनी द्रव अवस्था में बदल जाता है।
गलनांक का मान निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है:
$1$. पदार्थ की प्रकृति: विभिन्न पदार्थों में अंतर-आणविक बल अलग-अलग होते हैं,जिसके कारण उनके गलनांक भी भिन्न होते हैं।
$2$. बाह्य दबाव: अधिकांश पदार्थों के लिए,दबाव में वृद्धि होने पर गलनांक बढ़ जाता है। हालाँकि,जो पदार्थ पिघलने पर सिकुड़ते हैं (जैसे बर्फ),उनके लिए दबाव में वृद्धि होने पर गलनांक कम हो जाता है।

(N/A) वाष्पीकरण किसी पदार्थ का द्रव अवस्था से गैसीय या वाष्प अवस्था में होने वाला प्रावस्था परिवर्तन है। यह तब होता है जब द्रव के अणु उनके बीच के अंतर-आणविक बलों को तोड़ने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्राप्त कर लेते हैं,जिससे वे गैस के रूप में आसपास के वातावरण में मुक्त हो जाते हैं।
किसी पदार्थ का सामान्य क्वथनांक वह तापमान है जिस पर उसका वाष्प दाब मानक वायुमंडलीय दाब,यानी $1.013 \times 10^5 \ Pa$ या $1 \ atm$ के बराबर हो जाता है।