నీటి అసాధారణతలను అర్థం చేసుకోవడం
ప్రతి వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు అది వ్యాకోచిస్తుంది (ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది), మరియు ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు సంకోచిస్తుంది (ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది). నీరు కూడా ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు వ్యాకోచిస్తుంది మరియు తగ్గినప్పుడు సంకోచిస్తుంది, కానీ 0 ° C – 4 ° C ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అలా జరగదు. 0 ° C మరియు 4 ° C ఉష్ణోగ్రతల మధ్య , ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ నీటి ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది (నీరు సంకోచిస్తుంది). మనం 0 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద నీటిని వేడి చేస్తే, నీరు ఎంత వేడిగా ఉంటే దాని ఘనపరిమాణం అంత ఎక్కువగా తగ్గుతుంది. నీరు 4 ° C ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు ఈ సంకోచ ప్రక్రియ ఆగిపోతుంది. 4 ° C కంటే పైన, ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ నీటి ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది (నీరు వ్యాకోచిస్తుంది). దీనికి విరుద్ధంగా, ఉష్ణోగ్రత 4 ° C నుండి 0 ° C కి తగ్గినప్పుడు నీరు వ్యాకోచిస్తుంది (నీటి ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది). నీటి యొక్క ఈ విచిత్ర స్వభావాన్ని 'నీటి అసాధారణత' (anomaly of water) అని అంటారు.
ఉదాహరణకు, మనం 30 ° C వద్ద ఉన్న నీటిని ఫ్రీజర్‌లో పెడతాము. అది ఫ్రీజర్‌లో ఉన్నప్పుడు , నీటి ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. నీటి ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, నీటి ఘనపరిమాణం కూడా తగ్గుతుంది (నీరు సంకోచిస్తుంది). అది 4 ° C ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు, నీరు వ్యాకోచించడం ప్రారంభిస్తుంది (నీటి ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది). ఉష్ణోగ్రత 0 ° C కి చేరుకున్నప్పుడు నీటి వ్యాకోచం ఆగిపోతుంది. ఇది ఇతర వస్తువులకు భిన్నంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే వాటి ఉష్ణోగ్రత 0 ° C కి తగ్గినప్పుడు అవి సంకోచించడం కొనసాగిస్తాయి (వస్తువు యొక్క ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది).
ఒక వస్తువు కుంచించుకుపోయినప్పుడు (
వస్తువు యొక్క ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది), సాంద్రత లేదా ఒక వస్తువు యొక్క సాంద్రత పెరుగుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఒక వస్తువు వ్యాకోచించినప్పుడు (వస్తువు యొక్క ఘనపరిమాణం పెరిగినప్పుడు), ఆ వస్తువు యొక్క సాంద్రత లేదా ద్రవ్యరాశి తగ్గుతుంది. సాంద్రతకు సూత్రం = ద్రవ్యరాశి / ఘనపరిమాణం. ఒక వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుంది. అదే సమయంలో, దాని ఘనపరిమాణం ఉష్ణోగ్రతను బట్టి మారవచ్చు. నీరు 4°C ఉష్ణోగ్రత వరకు మాత్రమే సంకోచిస్తుంది (నీటి ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది). oఅందువల్ల 4°C ఉష్ణోగ్రత వద్ద నీటికి అత్యధిక సాంద్రత ఉంటుంది oC.
క్రింది గ్రాఫ్‌ను చూడండి. ఈ గ్రాఫ్ నీటి పరిమాణానికి మరియు ఉష్ణోగ్రతకు మధ్య ఉన్న సంబంధాన్ని చూపిస్తుంది.
నీటి అసాధారణతల ప్రయోజనాలు
నీటి అసాధారణతల ప్రయోజనాలు శీతాకాలం ఉన్న ప్రాంతాలలో ఎక్కువగా కనిపిస్తాయి. శీతాకాలం వచ్చినప్పుడు, గాలి ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. నీటి ఉపరితలం గాలితో సంబంధంలోకి వస్తుంది, దీనివల్ల నదులు లేదా సరస్సుల ఉపరితలంపై ఉన్న నీటి ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది. నీటి ఉష్ణోగ్రత తగ్గే కొద్దీ, నీటి పరిమాణం కూడా తగ్గుతుంది. నీటి పరిమాణం తగ్గే కొద్దీ, నీటి సాంద్రత పెరుగుతుంది. కింద ఉన్న నీటి కంటే ఉపరితలంపై ఉన్న నీటికి అధిక సాంద్రత ఉంటుంది. అధిక సాంద్రత ఉన్నందున, ఉపరితలంపై ఉన్న నీరు మునిగిపోతుంది. కింద ఉన్న నీటికి అధిక సాంద్రత ఉన్నందున, అది తేలుతుంది. నీటి ఉష్ణోగ్రత 4 ° C కి చేరే వరకు ఈ ప్రక్రియ జరుగుతుంది. గుర్తుంచుకోండి, నీరు 4 ° C వరకు మాత్రమే సంకోచిస్తుంది (పరిమాణాన్ని తగ్గిస్తుంది) . అందువల్ల, 4 ° C వద్ద నీరు అత్యధిక సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది .
నది లేదా సరస్సు ఉపరితలంపై నీటి ఉష్ణోగ్రత 4 ° C కంటే తక్కువకు పడిపోయినప్పుడు, ఉపరితలంపై ఉన్న నీరు వ్యాకోచిస్తుంది (నీటి ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది). నీటి ఘనపరిమాణం పెరగడం వల్ల, నీటి సాంద్రత తగ్గుతుంది. ఉపరితలంపై ఉన్న నీటి సాంద్రత, దాని కింద ఉన్న నీటి సాంద్రత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఉపరితలంపై ఉన్న నీరు కిందికి కదలలేదు. నీటి ఉష్ణోగ్రత 0 ° Cకి తగ్గినప్పుడు, ఉపరితలంపై ఉన్న నీరు పైనే ఉండి మొదట గడ్డకడుతుంది. ఉపరితలంపై ఉన్న నీటితో సంపర్కంలోకి రావడం వల్ల, నీటి ఉష్ణోగ్రత 0 ° Cకి తగ్గినప్పుడు ఉపరితలానికి సమీపంలో ఉన్న కింది నీరు కూడా గడ్డకట్టడం మొదలవుతుంది. ఈ విధంగా కొనసాగుతుంది. కాబట్టి గడ్డకట్టే ప్రక్రియ ఉపరితలంపై ఉన్న నీటితో మొదలవుతుంది. సరస్సు లేదా నది అడుగున ఉన్న నీరు సాధారణంగా గడ్డకట్టదు, ఎందుకంటే అక్కడ గాలి ఉష్ణోగ్రత అంత చల్లగా ఉండదు. అడుగున ఉన్న నీటికి మంచు గడ్డల వాటా లభించదు కాబట్టి, సరస్సు లేదా నది అడుగున ఉండే చేపలు మరియు ఇతర జీవులు శీతాకాలంలో సజీవంగా ఉంటాయి.
