સાયન્સ અફેર્સ:િયાળામાં ઠંડા-ગરમ પાણીના અનુભવો

નિમિતા શેઠએક મહિનો પહેલા
  • કૉપી લિંક

ઠંડા પાણીથી અડધી ડોલ ભરેલી હોય, તેમાં હીટરથી ગરમ કરેલું ઊકળતું પાણી ઉમેરીને આખી ડોલ ભરી દો. આમ કરવાથી ડોલમાંનું બધું પાણી સરેરાશ તાપમાનવાળું હૂંફાળું થઈ જવું જોઈએ ને? તમે નહાશો ત્યારે ખ્યાલ આવશે કે ઉપર ઉપરનું પાણી સારું ગરમ હોય છે, પણ અડધી ડોલ ખાલી થયા પછી ધીરે ધીરે પાણી ઠંડું જ લાગવા માંડશે. આને નિવારવા માટે નહાતાં પહેલાં ટમલરથી પાણી બરાબર મિક્સ કરી દેવું પડે. જો ડોલમાં પહેલેથી ગરમ પાણી ભરેલું હશે, એની ઉપર ઠંડું પાણી ઉમેરશો તો પણ થોડીવાર પછી ઉપરનું પાણી ગરમ હશે. ઠંડું પાણી તો તળિયે જ બેસશે. બન્ને પાણી એકબીજા સાથે તરત મિક્સ કેમ નથી થઈ શકતાં? આમ થવાનું કારણ છે પાણીની ઘનતા. પાણીને જેમ ગરમ કરો તેમ તેના અણુઓ વચ્ચે અંતર વધતું જાય છે. એટલે કે તેની ઘનતા ઘટતી જાય છે. એથી વિપરીત, જેમ તેને ઠંડું કરો તેમ તેના અણુઓ એકબીજાથી વધુ નજીક ગોઠવાય છે, ઘનતા વધે છે. ઓછી ઘનતા ધરાવતો પદાર્થ વધુ ઘનતા ધરાવતા પ્રવાહી પર તરે છે. દા.ત. તેલનું ટીપું પાણીમાં મિક્સ ન થાય, ઉપર તરે. એ જ રીતે હંમેશા ગરમ પાણી ઉપર તરફ રહેશે. ઠંડું-ગરમ પાણી નાખીને ડોલને થોડીવાર મૂકી રાખશો તે પછી, ગરમ પાણીમાંથી ઠંડા પાણી તરફ ઉષ્માનું વહન થવાથી, બન્ને પાણીનું તાપમાન સમાન થશે. પાણીનું તાપમાન 4°સે. જેટલું નીચું જાય ત્યાં સુધી જ એની ઘનતા વધે છે. એનાથી નીચા તાપમાને જાઓ તેમ ઘનતા ફરી ઘટતી જાય છે. તેથી જ બરફ પાણી પર તરે છે. અર્થાત્, 4°સે. પર રહેલાં પાણીને ગરમ કરો કે ઠંડું કરો, તેનું વિસ્તરણ જ થશે. તેથી જ તો ઠંડાં પીણાંનું ટીન ફ્રીઝરમાં મૂકો તો થીજી ગયેલું પીણું ટીનને ચીરીને બહાર ડોકાવા માંડે છે. શિયાળા દરમિયાન એકાદ વાર ‘માઉન્ટ આબુનું નકી લેક થીજી ગયું’ એવા સમાચાર આવતા હોય છે. શું આખું તળાવ બરફ બની જતું હશે? એવું થાય તો અંદરની બધી માછલીઓ અને વનસ્પતિ નાશ પામે. હકીકતમાં, બહારનાં વાતાવરણનું તાપમાન નીચું જતા ઉપરનું પાણી ઠંડું થાય છે. ઘનતા વધતા આ પાણી તળિયા તરફ જાય છે અને તળિયાનું ગરમ પાણી ઉપર તરફ આવે છે. તાપમાન 4°સે. જેટલું નીચું પહોંચે પછી, પાણીની ઘનતા ફરી ઘટવાને કારણે, બની રહેલો બરફ ઉપર તરફ રહેશે. મતલબ, સરોવરનું પાણી બરફ બનવાની શરૂઆત ઉપરથી નીચે તરફ થાય છે. ઉપરનું પાતળું સ્તર બરફ બની જાય પછી તે અંદરનાં પાણી અને બહારનાં ઠંડાં વાતાવરણ વચ્ચે અવાહક પડદાનું (insulator) કામ કરે છે. ઉપરના બરફનાં કારણે વાતાવરણનાં તાપમાનની અસર નીચેનાં પાણી સુધી પહોંચતી નથી અને તે જામતું નથી. ટૂંકમાં, ઉપર બનેલો બરફ જ અંદરની માછલીઓ અને અન્ય જીવસૃષ્ટિનું ઠંડીથી રક્ષણ કરે છે. ઉત્તર ધ્રુવ પાસે આવેલા આર્કટિક સમુદ્ર પર શિયાળામાં મહિનાઓ સુધી બરફ જામેલો રહે છે, તે છતાં તેમાં જીવસૃષ્ટિ છે. દુનિયાના તમામ હિમાચ્છાદિત પ્રદેશોમાં સરોવર અને સમુદ્રની માછલીઓ આ રીતે જ બચતી હોય છે. ⬛ nimitasheth21@gmail.com

અન્ય સમાચારો પણ છે...