जब भी आप अपने गिलास के पानी में बर्फ के टुकड़े डालते हैं, तो क्या आपको कभी आश्चर्य होता है कि आपके गिलास के नीचे डूबने के बजाय उन्हें क्या तैरता है? यह सिर्फ छोटे बर्फ के टुकड़ों के साथ नहीं होता है – विशाल हिमखंड समुद्र और झीलों के ऊपर तैरते हैं! आइए विज्ञान एबीसी में हमारे दोस्तों के साथ जांच करें कि यह समझने के लिए कि पानी का जमे हुए (ठोस) रूप हमेशा अपने तरल रूप पर क्यों तैरता है।
डूबते हुए बनाम। तैरता हुआ
एक वस्तु का घनत्व क्या निर्धारित करता है कि उस वस्तु सिंक या फ्लोट जाएगा। यदि कोई वस्तु या पदार्थ किसी मिश्रण में अन्य घटकों की तुलना में कम घना (कम वजन वाला) है, तो वह तैरता है। जब कोई वस्तु तैरती है, तो वह अपने वजन के बराबर तरल पदार्थ के वजन को विस्थापित करती है।
साइंस एबीसी इस अवधारणा को समझाने के लिए एक बाल्टी पानी और कुछ चट्टानों का उपयोग करता है: जब चट्टानों को पानी की बाल्टी में फेंक दिया जाता है, तो चट्टानें डूब जाएंगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि चट्टानें पानी से सघन होती हैं, इसलिए वे पानी को विस्थापित करती हैं – या इसे रास्ते से बाहर धकेल देती हैं।
बर्फ क्यों तैरता है?
चूँकि यह ज्ञात है कि ठोस वस्तुएँ सघन होती हैं और उनमें तरल पदार्थों की तुलना में अधिक भार होता है – और बर्फ एक ठोस होता है – कोई भी स्वचालित रूप से सोचेगा कि बर्फ पानी में डूब जाएगी। लेकिन यह नहीं है! बर्फ के बारे में ऐसा क्या खास है जो इसे तैरने का कारण बनाता है? मानो या न मानो, बर्फ वास्तव में पानी से लगभग 9% कम घना है। चूंकि पानी भारी होता है, इसलिए यह हल्की बर्फ को विस्थापित कर देता है, जिससे बर्फ ऊपर तैरने लगती है।
बर्फ का वजन पानी से कम क्यों होता है
जब एक तरल ठंडा होता है, तो अधिक अणुओं को एक साथ करीब लाया जाता है और एक छोटे से क्षेत्र में समायोजित करने की आवश्यकता होती है। इसके परिणामस्वरूप अधिकांश ठोस पदार्थों में तरल पदार्थों की तुलना में अधिक घनत्व होता है। बर्फ के साथ ऐसा नहीं है। पानी में सकारात्मक रूप से चार्ज हाइड्रोजन परमाणु और नकारात्मक रूप से चार्ज ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। जब पानी ठंडा हो जाता है, तो हाइड्रोजन बांड नकारात्मक चार्ज ऑक्सीजन परमाणुओं को अलग करने के लिए समायोजित करते हैं, जो बर्फ को किसी भी सघन होने से रोकता है। तो पानी के लिए, घनत्व वास्तव में तापमान में कमी के साथ घटता है – जिससे बर्फ पानी से कम घनी होती है!
जब प्रकृति में इस अवधारणा को देखते हैं, तो हम देखते हैं कि यह कितना महत्वपूर्ण है: झीलें और नदियां ऊपर से नीचे तक जम जाती हैं, मछली को पानी के शरीर की सतह के बाद भी जीवित रहने में सक्षम बनाता है।
सर्दियों का यह मौसम, जब आप प्रकृति की सैर, स्लेजिंग या आइस स्केटिंग कर रहे होते हैं, यदि कोई नदी या झील पास में है, तो इसे बारीकी से देखने के लिए कुछ समय निकालें। शीर्ष पर जमे हुए है? यदि हां, तो जमे हुए परत के माध्यम से देखें और देखें कि क्या आप किसी भी मछली को खुशी से तैरते हुए देख सकते हैं।