પાણીની વિસંગતતાઓને સમજવી
દરેક પદાર્થનું તાપમાન વધે ત્યારે તેનું કદ વધે છે અને ઘટે ત્યારે તેનું કદ ઘટે છે . પાણીનું તાપમાન વધે ત્યારે તેનું કદ પણ વધે છે અને ઘટે ત્યારે તેનું કદ ઘટે છે, પરંતુ 0 ° C - 4 ° C તાપમાને નહીં. 0 ° C અને 4 ° C તાપમાન વચ્ચે , તાપમાન વધતાં પાણીનું કદ ઘટે છે (પાણી સંકોચાય છે). જો આપણે 0 ° C તાપમાને પાણી ગરમ કરીએ , તો પાણી જેટલું ગરમ થાય છે, તેટલું પાણીનું કદ ઘટે છે. જ્યારે પાણી 4 ° C તાપમાને પહોંચે છે ત્યારે સંકોચન પ્રક્રિયા અટકી જાય છે. 4 ° C ઉપર , તાપમાન વધતાં પાણીનું કદ વધે છે (પાણી વિસ્તરે છે). તેનાથી વિપરીત, જ્યારે તાપમાન 4 ° C થી 0 ° C સુધી ઘટે છે ત્યારે પાણી વિસ્તરે છે (પાણીનું કદ વધે છે). પાણીની આ વિચિત્રતાને પાણીની વિસંગતતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, આપણે ફ્રીઝરમાં 30 ° સે તાપમાને પાણી મૂકીએ છીએ . જ્યારે તે ફ્રીઝરમાં હોય છે , ત્યારે પાણીનું તાપમાન ઘટે છે. જ્યારે પાણીનું તાપમાન ઘટે છે, ત્યારે પાણીનું પ્રમાણ પણ ઘટે છે (પાણી સંકોચાય છે). જ્યારે તે 4 ° સે તાપમાને પહોંચે છે, ત્યારે પાણી વિસ્તરવાનું શરૂ કરે છે (પાણીનું પ્રમાણ વધે છે). જ્યારે તાપમાન 0 ° સે સુધી પહોંચે છે ત્યારે પાણીનું વિસ્તરણ અટકી જાય છે. આ અન્ય પદાર્થોથી અલગ છે જે સંકોચન ચાલુ રાખે છે (પદાર્થનું કદ ઘટે છે) જ્યારે પદાર્થનું તાપમાન 0 ° સે સુધી ઘટે છે.
જ્યારે કોઈ વસ્તુ સંકોચાય છે (
પદાર્થનું કદ ઘટે છે), ઘનતા અથવા પદાર્થની ઘનતા વધે છે. તેનાથી વિપરીત, જ્યારે પદાર્થ વિસ્તરે છે (વસ્તુનું કદ વધે છે), ત્યારે પદાર્થની ઘનતા અથવા દળ ઘટે છે. ઘનતા માટેનું સૂત્ર = દળ / કદ. પદાર્થનું દળ હંમેશા સ્થિર રહે છે. દરમિયાન, તાપમાનના આધારે તેનું કદ બદલાઈ શકે છે. પાણી સંકોચાય છે (પાણીનું કદ ઘટે છે) ફક્ત 4 તાપમાન સુધી. oતેથી, 4 તાપમાને પાણીની ઘનતા સૌથી વધુ હોય છે. oC.
નીચે આપેલ ગ્રાફ જુઓ. આ ગ્રાફ પાણીના જથ્થા અને તાપમાન વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે.
પાણીની વિસંગતતાઓના ફાયદા
શિયાળાવાળા વિસ્તારોમાં પાણીની વિસંગતતાઓનો ફાયદો સૌથી વધુ અનુભવાય છે. જ્યારે શિયાળો આવે છે, ત્યારે હવાનું તાપમાન ઘટે છે. પાણીની સપાટી હવાના સંપર્કમાં આવે છે, જેના કારણે નદીઓ અથવા તળાવોની સપાટી પરના પાણીનું તાપમાન ઘટે છે. જેમ જેમ પાણીનું તાપમાન ઘટે છે, તેમ તેમ પાણીનું પ્રમાણ પણ ઘટે છે. જેમ જેમ પાણીનું પ્રમાણ ઘટે છે, તેમ તેમ પાણીની ઘનતા વધે છે. સપાટી પરના પાણીની ઘનતા નીચેના પાણી કરતાં વધુ હોય છે. કારણ કે તેની ઘનતા વધારે હોય છે, સપાટી પરનું પાણી ડૂબી જાય છે (ડૂબી જાય છે). નીચેનું પાણી વધુ ઘનતા ધરાવે છે, તેથી તે તરતું રહે છે (તરે છે). આ પ્રક્રિયા પાણીનું તાપમાન 4 ° સે સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી થાય છે. યાદ રાખો, પાણી ફક્ત 4 ° સે સુધી સંકોચાય છે (વોલ્યુમ ઘટાડે છે). તેથી, પાણીની સૌથી વધુ ઘનતા 4 ° સે પર હોય છે.
જ્યારે નદી કે તળાવની સપાટી પર પાણીનું તાપમાન 4 ° સે થી નીચે જાય છે, ત્યારે સપાટી પરનું પાણી વિસ્તરે છે (પાણીનું પ્રમાણ વધે છે). કારણ કે પાણીનું પ્રમાણ વધે છે, પાણીની ઘનતા ઘટે છે. સપાટી પરના પાણીની ઘનતા નીચેના પાણીની ઘનતા કરતા ઓછી હોય છે, તેથી સપાટી પરનું પાણી નીચે તરફ ખસી શકતું નથી. સપાટી પરનું પાણી ટોચ પર રહે છે અને પાણીનું તાપમાન 0 ° સે સુધી ઘટતાં પહેલા થીજી જાય છે. કારણ કે તે સપાટી પરના પાણીના સંપર્કમાં આવે છે, તેથી પાણીનું તાપમાન 0 ° સે સુધી ઘટતાં સપાટીની નજીકનું પાણી પણ થીજી જવા લાગે છે. વગેરે. તેથી થીજી જવાની પ્રક્રિયા સપાટી પરના પાણીથી શરૂ થાય છે. તળાવ કે નદીના તળિયે પાણી સામાન્ય રીતે થીજી શકતું નથી, કારણ કે હવાનું તાપમાન ખૂબ ઠંડુ હોતું નથી. કારણ કે તળિયે પાણીને બરફના ટુકડાનો તેનો હિસ્સો મળતો નથી, તેથી તળાવ કે નદીના તળિયે માછલીઓ અને અન્ય જીવંત પ્રાણીઓ શિયાળા દરમિયાન જીવંત રહે છે.
