यदि आपने बर्फ के टुकड़ों को पिघलते हुए देखने का समय लिया है, तो यह बताना कठिन हो सकता है कि वे पानी या हवा में तेजी से पिघल गए हैं, हालांकि, अगर पानी और हवा एक ही समय में हैं तापमान, बर्फ दूसरे की तुलना में एक में अधिक तेज़ी से पिघलता है।
वायु और जल में अलग-अलग दरों पर बर्फ पिघलता क्यों है
हवा और पानी को एक ही तापमान मानकर, बर्फ आमतौर पर पानी में अधिक तेजी से पिघलती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पानी में अणु हवा में अणुओं की तुलना में अधिक कसकर भरे होते हैं, जिससे बर्फ के साथ अधिक संपर्क और गर्मी हस्तांतरण की अधिक दर होती है। जब गैस से घिरे होने के विपरीत बर्फ एक तरल में होती है तो सक्रिय सतह क्षेत्र में वृद्धि होती है। पानी में हवा की तुलना में उच्च ताप क्षमता होती है, जिसका अर्थ है कि दो सामग्रियों की विभिन्न रासायनिक रचनाएं भी मायने रखती हैं।
जटिल कारक
बर्फ का पिघलना कई चीजों से जटिल होता है। प्रारंभ में, हवा और बर्फ में बर्फ के पिघलने का सतह क्षेत्र पानी में पिघलना समान है, लेकिन जैसे ही बर्फ हवा में पिघलती है, पानी की एक पतली परत निकलती है। यह परत हवा से कुछ गर्मी को अवशोषित करती है और शेष बर्फ पर थोड़ा सा इन्सुलेट प्रभाव डालती है।
जब आप एक कप पानी में एक आइस क्यूब पिघलाते हैं, तो यह हवा और पानी दोनों के संपर्क में आता है। पानी में आइस क्यूब का हिस्सा हवा में बर्फ की तुलना में तेजी से पिघलता है, लेकिन जैसे ही आइस क्यूब पिघलता है, यह और नीचे डूब जाता है। यदि आपने इसे डूबने से रोकने के लिए बर्फ का समर्थन किया है, तो आप देख सकते हैं कि पानी में बर्फ का हिस्सा हवा में भाग की तुलना में अधिक तेज़ी से पिघल जाएगा।
अन्य कारक भी खेल में आ सकते हैं: यदि हवा बर्फ के घन में बह रही है, तो बढ़े हुए संचलन से बर्फ पानी में हवा की तुलना में तेज़ी से पिघल सकती है। यदि हवा और पानी अलग-अलग तापमान के होते हैं, तो बर्फ उच्च तापमान के साथ माध्यम में अधिक तेज़ी से पिघल सकता है।
आइस-मेल्टिंग प्रयोग
वैज्ञानिक प्रश्न का उत्तर देने का सबसे अच्छा तरीका है कि आप स्वयं प्रयोग करें, जिससे आश्चर्यजनक परिणाम मिल सकें। उदाहरण के लिए, गर्म पानी कभी-कभी ठंडे पानी की तुलना में तेजी से जम सकता है. अपना स्वयं का बर्फ पिघलने का प्रयोग करने के लिए, इन चरणों का पालन करें:
- दो बर्फ के टुकड़े फ्रीज करें। सुनिश्चित करें कि क्यूब्स एक ही आकार और आकार के हैं और एक ही पानी के स्रोत से बने हैं। पानी का आकार, आकार और शुद्धता प्रभावित करती है कि बर्फ कितनी जल्दी पिघलती है, इसलिए आप इन चरों के साथ प्रयोग को जटिल नहीं बनाना चाहते हैं।
- पानी का एक कंटेनर भरें और इसे कमरे के तापमान तक पहुंचने का समय दें। क्या आपको लगता है कि कंटेनर का आकार (पानी की मात्रा) आपके प्रयोग को प्रभावित करेगा?
- एक बर्फ के क्यूब को पानी में रखें और दूसरे को कमरे के तापमान वाली सतह पर रखें। देखें कि कौन सा बर्फ घन पहले पिघला देता है।
जिस सतह पर आप आइस क्यूब रखते हैं, वह परिणामों को भी प्रभावित करेगा। यदि आप एक अंतरिक्ष स्टेशन की तरह माइक्रोग्रैविटी में थे - तो आप बेहतर डेटा प्राप्त करने में सक्षम हो सकते हैं क्योंकि आइस क्यूब हवा में तैर रहा होगा।