बर्फ क्यों तैरता है?

पानी एक यौगिक है जो तीन रूपों में मौजूद है: ठोस, तरल और गैस। पानी का ठोस रूप बर्फ है, तरल रूप पानी है, और गैसीय रूप को भाप या वाष्प कहा जाता है। आमतौर पर, बर्फ पानी के तरल रूप पर तैरता है, अन्य ठोस पदार्थों के विपरीत जो पानी पर रखा जाता है। पानी के अनूठे व्यवहार की कई चर्चाओं में रही है क्योंकि बर्फ और पानी दोनों पानी हैं।

बर्फ क्यों तैरता है?

बर्फ पानी पर तैरती है क्योंकि यह पानी से कम घनी होती है। आर्किमिडीज सिद्धांत कहता है कि पानी पर तैरने वाली किसी वस्तु के लिए उसे पानी की बराबर मात्रा को विस्थापित करना पड़ता है। आमतौर पर, ठोस पदार्थ तरल पदार्थ की तुलना में सघन होते हैं। तर्क रसायन विज्ञान द्वारा समर्थित है क्योंकि अणु जो ठोस बनाते हैं वे कसकर एक दूसरे से बंधे होते हैं, जिससे वे अधिक कॉम्पैक्ट बन जाते हैं। इस प्रकार, वे तरल और गैसों की तुलना में वजनदार हैं। हालांकि, बर्फ एक अपवाद है क्योंकि यह पानी की तुलना में कम घना है, और इस तरह उस पर तैरता है।

ज्यादातर मामलों में, तरल को ठंडा करने से उसके घनत्व में वृद्धि होती है जब तक कि वह ठोस न हो जाए। उस बिंदु पर, यह अपने अधिकतम घनत्व को प्राप्त करता है। अन्य तरल पदार्थों की तुलना में पानी थोड़ा अलग तरीके से व्यवहार करता है। जब आप पानी को ठंडा करना जारी रखते हैं, तो इसका घनत्व बढ़ जाता है। हालांकि, जब यह जम जाता है तो इसके अधिकतम घनत्व तक पहुंचने के बजाय, यह 4 डिग्री सेल्सियस पर उच्चतम घनत्व प्राप्त करता है। पानी को 4 डिग्री से अधिक ठंडा करने से हाइड्रोजन बांड की अनूठी प्रकृति के कारण इसके घनत्व में कमी आती है। जब तक पानी बर्फ बन जाता है, तब तक पानी की तुलना में इसका घनत्व कम होता है। अधिक विशेष रूप से, पानी की तुलना में पानी 9% कम घना है, जिससे 9% अतिरिक्त स्थान प्राप्त होता है। नतीजतन, एक लीटर बर्फ का वजन एक लीटर पानी से कम होता है। इसका कारण यह है कि पानी में हाइड्रोजन बांड तरल रूप में अधिक कॉम्पैक्ट होते हैं लेकिन ठोस अवस्था में कम कॉम्पैक्ट होते हैं।

बर्फ भी गुरुत्वाकर्षण बनाम गुरुत्वाकर्षण बल की पेचीदगियों के कारण तैरती है। उछाल बल एक तरल के घनत्व के लिए "ऊपर की ओर धक्का" है। दूसरी ओर, गुरुत्वाकर्षण एक "नीचे की ओर खींच" है जो तरल के घनत्व से संबंधित है। एक तरल पर तैरने के लिए एक ठोस के लिए, ऊपर की ओर धक्का नीचे की ओर खींचने से अधिक होना चाहिए। इसलिए, जब भी बर्फ को पानी पर रखा जाता है, तो ऊपर की ओर नीचे की ओर खिंचाव अधिक होता है।

पानी पर बर्फ तैरने का क्या महत्व है?

पानी पर तैरने वाले पानी की अनूठी संपत्ति मछली के लिए जीवित रहना संभव बनाती है जो सर्दियों के दौरान जल निकायों में रहते हैं। जल निकाय ऊपर से नीचे तक जम जाते हैं जिससे मछलियाँ जमी हुई सतह के बावजूद सामान्य परिस्थितियों में रह सकती हैं। अगर विपरीत सच होता, तो बर्फ पानी को ऊपर तक विस्थापित कर देता, जिससे वह भी जम जाता। परिणामस्वरूप, नदियाँ और झीलें सभी समुद्री जीवन की मृत्यु की ओर अग्रसर हो जाती हैं।