अनियमित जल व्यवहार

जब किसी पदार्थ को गर्म किया जाता है, तो वह इस तरह से ऊर्जा प्राप्त करता है कि उसके अणु उत्तेजित हो जाते हैं, अधिक मात्रा में कब्जा करना शुरू कर देते हैं, अर्थात इसका विस्तार होता है। विपरीत तब होता है जब कोई पदार्थ ठंडा होता है, क्योंकि यह ऊर्जा खो देता है और इसके अणु एक साथ बहुत करीब होते हैं, जिससे मात्रा में संकुचन होता है। यह, सामान्य रूप से, ठोस अवस्था में द्रव्य की तुलना में कम आयतन पर कब्जा करने का कारण बनता है, जब वह तरल अवस्था में होता है।

अधिकांश पदार्थों के साथ जो होता है, उसके विपरीत, पानी का एक विषम व्यवहार होता है: जब इसे गर्म किया जाता है, तो 0 और 4ºC के अंतराल के बीच, यह पीड़ित होता है संकुचन और फिर यह फैलने लगता है, अर्थात जब पानी अपनी ठोस अवस्था में होता है, तो इस अंतराल में तरल अवस्था की तुलना में इसका आयतन अधिक होता है तापमान। इस अनियमित जल व्यवहार को निम्नलिखित ग्राफ द्वारा दर्शाया जा सकता है:

पानी की मात्रा 0 और 4°C के बीच घटती है और फिर बढ़ने लगती है

यदि इस अंतराल के दौरान पानी का आयतन कम हो जाता है और इसका द्रव्यमान स्थिर रखा जाता है, फलस्वरूप घनत्व पानी की मात्रा, जो द्रव्यमान और आयतन के बीच का अनुपात है, अधिकतम होगा जब पानी 4ºC पर होगा। ग्राफिक को देखें:

यह ग्राफ दर्शाता है कि तापमान 4°C. होने पर पानी का घनत्व अधिकतम होता है

लेकिन विषम फैलाव का कारण क्या है पानी से? यह स्पष्टीकरण उनके आणविक श्रृंगार में पाया जाता है। पानी के अणु रासायनिक बंधों के माध्यम से जुड़ते हैं जिन्हें कहा जाता है हाइड्रोजन बांड।

जब पानी का तापमान 0ºC से ऊपर बढ़ जाता है, तो हाइड्रोजन बांड टूटने लगते हैं, जिससे अणुओं के बीच सन्निकटन हो जाता है। यह प्रभाव आणविक थर्मल आंदोलन पर काबू पाता है, जिससे अणु अलग हो जाते हैं और उन्हें अधिक मात्रा में इस तरह से घेर लेते हैं कि उनकी मात्रा कम हो जाती है।

जब तापमान 4ºC से अधिक हो जाता है, तो हाइड्रोजन बांडों की संख्या पहले से ही बहुत कम होती है। इस तरह, आणविक दूरी प्रबल होने लगती है, इसलिए इसकी मात्रा में वृद्धि होती है।

यह अनियमित जल व्यवहार कई प्राकृतिक घटनाओं की व्याख्या करता है, जिसमें यह तथ्य भी शामिल है कि बर्फ पानी पर तैरती है, जो है बहुत ठंडे क्षेत्रों में क्या होता है, जहां झीलों की सतह जम जाती है जबकि तल पर पानी रहता है तरल। चूंकि पानी का अधिकतम घनत्व 4ºC होता है, इसलिए यह सबसे नीचे रहता है, जिससे तापीय संवहन होता है, जो कि a. है गर्मी विनिमय घनत्व में अंतर के कारण।

मैरिएन मेंडेस द्वारा
भौतिकी में स्नातक

स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-agua-seu-comportamento-irregula.htm