गर्म पानी, ठंड पानी की की तुलना में जल्दी क्यों जम जाता है ? जानिए नए प्रयोग में क्या जानकारी सामने आई - Science

पानी पृथ्वी पर सबसे प्रचुर यौगिकों में से एक हो सकता है, लेकिन यह भी अधिक रहस्यमय में से एक है। उदाहरण के लिए अधिकांश तरल पदार्थों की तरह यह ठंडा होने के साथ ही सघन हो जाता है। लेकिन उनके विपरीत यह 4 डिग्री सेल्सियस पर अधिकतम घनत्व की स्थिति तक पहुंच जाता है और फिर जमा होने से पहले कम घना हो जाता है।

Why does hot water freeze faster than cold water?

Why does hot water freeze faster than cold water

ठोस रूप में यह कम घना होता है, यही कारण है कि बर्फ पानी पर तैरता है। यही कारण है कि पृथ्वी पर जीवन पनप गया है। अगर पानी की तुलना में बर्फ घनी होती, तो झीलें और महासागर नीचे से जम जाते, निश्चित रूप से जीवन को संभव बनाने वाले रसायन विज्ञान को रोकते।

तब अजीब Mpemba प्रभाव होता है, जिसका नाम तंजानिया के एक छात्र के नाम पर पड़ा जिसने 1960 के दशक की शुरुआत में पाया कि कुकरी क्लासेज में एक हॉट आइसक्रीम, ठंडे आइसक्रीम की तुलना में ज्यादा तेजी से फ्रीज होता है।

Mpemba प्रभाव अवलोकन है कि गर्म पानी, ठंडे पानी की तुलना में अधिक तेजी से जम जाता है। यह प्रभाव कई अवसरों पर मापा गया है जिसमें कई स्पष्टीकरण सामने रखे गए हैं। एक विचार यह है कि गर्म कंटेनर एक रेफ्रिजरेटर के साथ बेहतर थर्मल संपर्क बनाते हैं और इसलिए अधिक कुशलता से गर्मी ठंडा करते हैं। इसलिए तेजी से ठंड होता है। एक और यह है कि गर्म पानी तेजी से वाष्पित हो जाता है और चूंकि यह एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है, इसलिए यह पानी को ठंडा कर देता है जिससे यह अधिक तेजी से जम जाता है।

इन स्पष्टीकरणों में से कोई भी पूरी तरह से सही नहीं है, यही कारण है कि सही स्पष्टीकरण अभी भी पकड़ में नही आया है।

पानी में Bond के बारे में क्या अजीब है? एकल जल अणु में अपेक्षाकृत बड़े ऑक्सीजन परमाणु होते हैं जो मानक सहसंयोजक बंधों द्वारा दो छोटे हाइड्रोजन परमाणुओं में शामिल हो जाते हैं।

लेकिन पानी के अणुओं में हाइड्रोजन बांड भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने लगे। ये तब होते हैं जब एक अणु में एक हाइड्रोजन दूसरे में ऑक्सीजन के करीब आती है और उससे बंध जाती है।

हाइड्रोजन बॉन्ड सहसंयोजक बंधों से कमज़ोर होते हैं लेकिन वैन डेर वाल्स फ़ोर्स की तुलना में मजबूत होते हैं जिसका उपयोग पर चढ़ने के लिए किया जाता है।

पानी का क्वथनांक समान अणुओं के अन्य तरल पदार्थों की तुलना में बहुत अधिक है क्योंकि हाइड्रोजन बांड इसे एक साथ रखते हैं।

लेकिन हाल के वर्षों में, रसायनविदों को अधिक सूक्ष्म भूमिकाओं के बारे में पता चल गया है जो हाइड्रोजन बांड निभा सकते हैं। उदाहरण के लिए, संकीर्ण केशिकाओं के अंदर पानी के अणु हाइड्रोजन बांड द्वारा एक साथ रखी गई जंजीरों में बंध जाते हैं। यह उन पेड़ों और पौधों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जहां एक पत्ती झिल्ली के पार पानी का वाष्पीकरण प्रभावी रूप से जड़ों से पानी के अणुओं की एक श्रृंखला को खींचता है।

हाइड्रोजन बॉन्ड भी एमपिम्बा प्रभाव की व्याख्या करते हैं। मुख्य विचार यह है कि हाइड्रोजन बॉन्ड पानी के अणुओं को निकट संपर्क में लाता है और जब ऐसा होता है तो अणुओं के बीच प्राकृतिक प्रतिकर्षण ऊर्जा के संचयित ओ-एच बंध का कारण बनता है।

लेकिन जैसे ही तरल पदार्थ गर्म होता है, यह हाइड्रोजन बंध को फैलने के लिए मजबूर करता है और पानी के अणु आगे बैठ जाते हैं। यह सहसंयोजक अणुओं को फिर से सिकुड़ने और अपनी ऊर्जा देने की अनुमति देता है। महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि यह प्रक्रिया जिसमें सहसंयोजक बंधन ऊर्जा छोड़ते हैं वह शीतलन के बराबर है।

गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से ठंडा होना चाहिए और ठीक यही Mpemba प्रभाव में देखा गया है।

वैज्ञानिकों ने अतिरिक्त शीतलन प्रभाव की गणना की है और यह दिखाया है कि यह गर्म और ठंडे पानी के अलग-अलग शीतलन दर को मापने वाले प्रयोगों में देखे गए अंतरों के लिए ठीक है।

कोई गर्म वस्तु, किसी ठंडी वस्तु की तुलना में अधिक तेजी से ठंडी हो जाती है।

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