پانی کی بے ضابطگیوں کو سمجھنا
ہر چیز پھیلتی ہے (حجم بڑھتا ہے) جب آبجیکٹ کا درجہ حرارت بڑھتا ہے اور سکڑتا ہے (حجم کم ہوتا ہے) جب آبجیکٹ کا درجہ حرارت کم ہوتا ہے۔ پانی بھی پھیلتا ہے جب درجہ حرارت بڑھتا ہے اور سکڑتا ہے جب درجہ حرارت کم ہوتا ہے، لیکن 0 o C - 4 o C کے درجہ حرارت پر نہیں۔ 0 o C اور 4 o C کے درمیان، درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ہی پانی کا حجم کم ہو جاتا ہے ( پانی سکڑ جاتا ہے)۔ اگر ہم پانی کو 0 o C کے درجہ حرارت پر گرم کرتے ہیں تو پانی جتنا گرم ہوگا، پانی کا حجم اتنا ہی کم ہوگا۔ سکڑنے کا عمل اس وقت رک جاتا ہے جب پانی 4 o C کے درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے۔ 4 o C سے اوپر، درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ پانی کا حجم بڑھتا ہے (پانی پھیلتا ہے)۔ اس کے برعکس، پانی پھیلتا ہے (پانی کا حجم بڑھتا ہے) جب درجہ حرارت 4 o C سے 0 o C تک کم ہو جاتا ہے۔ پانی کی اس عجیب و غریب کیفیت کو پانی کی بے ضابطگی کہا جاتا ہے ۔
مثال کے طور پر، ہم پانی کو 30 ° C پر فریزر میں ڈالتے ہیں ۔ جب یہ فریزر میں ہوتا ہے تو پانی کا درجہ حرارت کم ہوجاتا ہے۔ جب پانی کا درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے تو پانی کا حجم بھی کم ہو جاتا ہے (پانی سکڑ جاتا ہے)۔ جب یہ 4 ° C کے درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے ، تو پانی پھیلنا شروع ہو جاتا ہے (پانی کا حجم بڑھ جاتا ہے)۔ جب درجہ حرارت 0 ° C تک پہنچ جاتا ہے تو پانی کا پھیلاؤ رک جاتا ہے۔ یہ دوسری اشیاء سے مختلف ہے جو سکڑتی رہتی ہیں (آبجیکٹ کا حجم کم ہوتا ہے) جب آبجیکٹ کا درجہ حرارت 0 ° C تک کم ہو جاتا ہے۔
جب کوئی چیز سکڑ جاتی ہے (
آبجیکٹ کا حجم کم ہو جاتا ہے) کثافت یا کسی چیز کی کثافت بڑھ جاتی ہے۔ اس کے برعکس، جب کوئی چیز پھیلتی ہے (آبجیکٹ کا حجم بڑھتا ہے)، تو شے کی کثافت یا کمیت کم ہو جاتی ہے۔ کثافت = بڑے پیمانے پر / حجم کا فارمولا۔ کسی چیز کا ماس ہمیشہ مستقل رہتا ہے۔ دریں اثنا، درجہ حرارت کے لحاظ سے اس کا حجم تبدیل ہو سکتا ہے۔ پانی کا سکڑتا ہے (پانی کا حجم کم ہوتا ہے) صرف 4 درجہ حرارت تک oC لہذا 4 کے درجہ حرارت پر پانی کی کثافت سب سے زیادہ ہوتی ہے۔ oC.
نیچے دیے گئے گراف کو دیکھیں۔ یہ گراف پانی کے حجم اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔
پانی کی بے ضابطگیوں کے فوائد
پانی کی بے ضابطگیوں کے فوائد سردیوں والے علاقوں میں سب سے زیادہ محسوس کیے جاتے ہیں۔ جب موسم سرما آتا ہے تو ہوا کا درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے۔ پانی کی سطح ہوا کے ساتھ رابطے میں آتی ہے، جس کی وجہ سے دریاؤں یا جھیلوں کی سطح پر پانی کا درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے۔ جیسے جیسے پانی کا درجہ حرارت کم ہوتا ہے، پانی کا حجم بھی کم ہوتا ہے۔ جیسے جیسے پانی کا حجم کم ہوتا ہے، پانی کی کثافت بڑھ جاتی ہے۔ سطح پر پانی نیچے کے پانی سے زیادہ کثافت رکھتا ہے۔ چونکہ اس کی کثافت زیادہ ہوتی ہے اس لیے سطح پر پانی ڈوب جاتا ہے (ڈوب جاتا ہے)۔ نیچے کے پانی کی کثافت زیادہ ہے، اس لیے یہ تیرتا ہے۔ یہ عمل اس وقت تک ہوتا ہے جب تک پانی کا درجہ حرارت 4 ° C تک نہ پہنچ جائے۔ یاد رکھیں، پانی سکڑتا ہے (حجم کم کرتا ہے) صرف 4 ° C تک۔ اس لیے پانی کی کثافت سب سے زیادہ 4 ° C ہوتی ہے۔
جب کسی دریا یا جھیل کی سطح پر پانی کا درجہ حرارت 4 ° C سے نیچے گر جاتا ہے تو سطح پر پانی پھیلتا ہے (پانی کا حجم بڑھ جاتا ہے)۔ کیونکہ پانی کا حجم بڑھتا ہے، پانی کی کثافت کم ہوتی ہے۔ سطح پر پانی کی کثافت نیچے کے پانی کی کثافت سے کم ہے، اس لیے سطح پر پانی نیچے کی طرف نہیں بڑھ سکتا۔ سطح پر پانی سب سے اوپر رہتا ہے اور پہلے جم جاتا ہے کیونکہ پانی کا درجہ حرارت 0 ° C تک کم ہو جاتا ہے۔ کیونکہ یہ سطح کے پانی کے ساتھ رابطے میں آتا ہے، سطح کے قریب نیچے کا پانی بھی جمنا شروع ہو جاتا ہے کیونکہ پانی کا درجہ حرارت 0 ° C تک کم ہو جاتا ہے۔ وغیرہ۔ چنانچہ منجمد ہونے کا عمل سطح پر موجود پانی سے شروع ہوتا ہے۔ جھیل یا دریا کے نچلے حصے میں پانی عام طور پر جم نہیں جاتا، کیونکہ ہوا کا درجہ حرارت زیادہ ٹھنڈا نہیں ہوتا ہے۔ چونکہ نچلے حصے میں موجود پانی کو برف کے کیوبز کا حصہ نہیں ملتا، اس لیے جھیل یا دریا کے نچلے حصے میں موجود مچھلیاں اور دیگر جاندار سردیوں میں زندہ رہتے ہیں۔
