पानी पर बर्फ क्यों फ़्लोट करता है?

Replay of Riverside Q&A Chat (जून 2019).

Anonim

विशाल बर्फबारी से छोटे क्यूब्स तक, बर्फ - पानी का जमे हुए रूप - हमेशा इसके तरल रूप पर तैरता है। क्या वह अजीब नहीं है?

हम अकेले नहीं हैं जो सोचते हैं कि यह असामान्य है; पूरी दुनिया को यह आश्चर्य की बात है कि एक ठोस अपने तरल रूप पर तैरना चाहिए। एक त्वरित Google खोज करें और आपको बर्फ की इस queer प्रवृत्ति पर चर्चा के दर्जनों पेज मिलेगा।

जैसा कि यह पता चला है, बाकी सब कुछ की तरह, इस घटना के पीछे एक वैज्ञानिक कारण है। लेकिन सबसे पहले, आइए चीजों को डूबने या तैरने के बारे में स्पष्ट रहें।

अंगूठे का एकवचन नियम, जब पानी (या किसी अन्य तरल) में तैरने के लिए किसी वस्तु की क्षमता की बात आती है, तो वस्तु के घनत्व को प्रश्न में चिंतित करता है। क्या आपने कभी आर्किमिडीज के सिद्धांत के बारे में सुना है?

आर्किमिडीज के सिद्धांत का कहना है कि किसी वस्तु के लिए पानी पर तैरने के लिए, इसे बराबर मात्रा में पानी को विस्थापित करना होगा। दूसरे शब्दों में, आप कह सकते हैं कि पानी के शरीर में किसी वस्तु का भाग्य आर्किमिडीज सिद्धांत द्वारा तय किया जाता है।

यह सामान्य ज्ञान है कि ठोस वस्तुओं के तरल समकक्षों की तुलना में अधिक घनत्व होता है। रासायनिक रूप से, यह भी समझ में आता है। अणु एक दूसरे के साथ एक ठोस तरीके से एक ठोस तरीके से बंधे होते हैं, जो उन्हें कठोर बनाता है और उन्हें अधिक वजन देता है। दैनिक जीवन में हम देखे और देखे जाने वाले सभी सामान्य पदार्थ इस मूल सिद्धांत का पालन करते हैं: ठोस वस्तुएं घनत्व होती हैं और तरल पदार्थ से अधिक वजन होती हैं।

यह देखते हुए, बर्फ क्यों - जो एक ठोस है - पानी पर तैरता है? इसे ठोस के रूप में डुबोना नहीं चाहिए, और सामान्य सम्मेलन के अनुसार, अधिक घनत्व भी है?

एक छोटी पानी की जानकारी

एक ग्राफ दिखा रहा है कि कैसे घनत्व बदलते तापमान के साथ बदलता है

यदि आप 4 डिग्री सेल्सियस से पहले ठंडा पानी जारी रखते हैं, तो इसकी घनत्व कम हो जाती है (आप इसे ग्राफ में देख सकते हैं)। शून्य डिग्री पर, यानी, जिस तापमान पर पानी बर्फ में बदल जाता है, पानी की घनत्व वास्तव में काफी कम होती है।

यह पता चला है कि बर्फ में पानी की तुलना में कम घनत्व होता है, और किसी ऑब्जेक्ट में तरल रूप से कम घनत्व होता है जिस पर इसे रखा जाता है (इस मामले में, पानी) तैरने में सक्षम हो जाएगा!

लेकिन पानी की तुलना में बर्फ की घनत्व क्यों कम है?

एक पानी का अणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु से बना होता है

नकारात्मक-चार्ज ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ मजबूती से बांधते हैं, जो मजबूत हाइड्रोजन बंधन बनाते हैं।

जब एक तरल ठंडा हो जाता है, तो अधिक से अधिक अणुओं को एक साथ लाया जाता है और एक छोटे से क्षेत्र में समायोजित करने की आवश्यकता होती है। इससे अधिकांश तरल पदार्थ उनके तरल रूप से अधिक घनत्व प्रदान करते हैं। हालांकि, पानी के मामले में, नकारात्मक रूप से चार्ज ऑक्सीजन परमाणु बर्फ को किसी भी घनत्व से रोकने के लिए एक-दूसरे को छोड़ देते हैं (जब एक छोटी जगह में एक साथ लाया जाता है)। यही कारण है कि घनत्व वास्तव में घटता है क्योंकि तापमान 4 डिग्री सेल्सियस से नीचे गिरता रहता है।