बर्फ का आयतन क्यों बढ़ता है? - barph ka aayatan kyon badhata hai?

अधिकतर परीक्षाओ में आयतन से सम्बन्धित प्रश्न पूछे जाते हैं उसी प्रकार एक सवाल है जल से बर्फ बनने पर आयतन बढ़ जाता है क्यों? तो आज हम इस पोस्ट में हम जानेंगे कि पानी से बर्फ बनने पर आयतन क्यों बड़ जाता है? साथ ही हम आयतन की परिभाषा और उसके  S.I. मात्रक के बारे में भी बताएँगे।

आयतन किसे कहते है?

आयतन किसी भी वस्तु या पदार्थ द्वारा घिरे हुए स्थान की लम्बाई, चौड़ाई एवं ऊँचाई को दर्शाता है। आम भाषा में कहे तो वस्तु के द्वारा घेरी गयी जगह उसका आयतन कहलाता है आयतन कभी भी ऋणात्मक नही होता है। आयतन का S.I. मात्रक मीटर³ है। अब आते हैं अपने मुख्य प्रश्न पर की पानी से बर्फ बनने पर आयतन क्यों बड़ जाता है?

जल से बर्फ बनने पर आयतन बढ़ जाता है क्यों?

जल को यदि गर्म किया जाता है तो उसका घनत्व बढ़ने लगता है उसी प्रकार यदि उसको ठंडा किया जाए और उसका बर्फ में परिवर्तन कर दिया जाए तो उसका घनत्व घट जाता है और घनत्व के घटने के साथ ही आयतन बढ़ जाता है। बर्फ पानी की तुलना में निम्न घनत्व वाली होती है। और कम घनत्व के कारण ही बर्फ पानी पर तैरती है।

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बर्फ पानी पर क्यों तैरती है

कोई भी ठोस वस्तु किसी भी तरल पदार्थ पर कैसे तैरती है क्या आपने कभी सोचा हैं. ठोस पदार्थ कठोर होते है जैसे कि पत्थर. यह पानी में डूब जाते है, परन्तु बर्फ जो कि एक ठोस पदार्थ है, पानी में डूबता नहीं है बल्कि तैरता है.ऐसा क्यों? आइए इस लेख के मध्य्य्म से यह जानने की कोशिश करते है कि बर्फ पानी पर तैरती क्यों हैं.

बर्फ का आयतन क्यों बढ़ता है? - barph ka aayatan kyon badhata hai?

बर्फ का आयतन क्यों बढ़ता है? - barph ka aayatan kyon badhata hai?

Why Ice floats on water

क्या आपने कभी सोचा है कि कोई भी ठोस पदार्थ किसी भी तरल पदार्थ पर क्यों तैरता है, डूबता क्यों नही है, परन्तु सभी ठोस पदार्थ नही तैरते है जैसे कि पत्थर. एक सवाल और उठता है कि कोई भी वस्तु कैसे तैरती है. चलिए देखते हैं कि बर्फ पानी के ऊपर क्यों रहती है, डूबती क्यों नहीं.
सबसे पहले देखते है कि कोई भी वस्तु तैरती क्यों है
जब कोई भी वस्तु तैरती है, ये निर्भर करता है उसके घनत्व पर. इसके पीछे वैज्ञानिक कारण है और वह है आर्किमिडीज का सिद्धांत.  
आर्किमिडीज के सिद्धांत में कहा गया है कि किसी भी वस्तु को पानी पर तैरने के लिए, वस्तु के वजन के बराबर पानी की मात्रा को विस्थापित करना होता है. ये हम सब जानते है कि ठोस वस्तु में तरल पदार्थ की तुलना में अधिक घनत्व होता हैं. ठोस वस्तु में अणु एक-दूसरे के साथ अधिक निकटतापूर्वक बंधे होते हैं, जिसकी वजह से ये कठोर होते है और उनमें वजन भी अधिक होता है.
पानी पर बर्फ क्यों तैरती हैं?

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अकसर जब कोई भी तरल पदार्थ ठोस पदार्थ में बदलता है तो उसका आयतन घट जाता है और वह भारी हो जाता है. बर्फ पानी पर इसलिए तैरती है क्योंकि बर्फ का घनत्व पानी से कम होता है. आम भाषा में हम यह कह सकते हैं कि बर्फ पानी पर तैरती है क्योंकि यह पानी की तुलना में हलकी होती है या फिर जमने के बाद बर्फ ज्याैदा जगह घेरती है, जिस कारण बर्फ का घनत्वल पानी के घनत्वय से कम हो जाता है और इसी वजह है बर्फ पानी पर तैरने लगती है.
पानी में हाइड्रोजन बोन्डिंग के कारण बाकी पदार्थों से यह अलग होता है. पानी के अणु दो हाइड्रोजन जो कि पॉजिटिवली चार्ज होता है और एक ऑक्सीजन जो कि नेगेटिवली चार्ज होता है के साथ हाइड्रोजन बांड के द्वारा जुड़े हुए होते है. पानी 4C से नीचे ठंडा होता है और यह एक क्रिस्टल जाली का उत्पादन करता है, जिसे आमतौर पर 'बर्फ' कहा जाता है.

बर्फ का आयतन क्यों बढ़ता है? - barph ka aayatan kyon badhata hai?

Source: www. s3.eu-central-1.amazonaws.com
बर्फ तैरती है क्योंकि इसमें 9% कम घनत्व होता है तरल पानी से. दूसरे शब्दों में, बर्फ पानी से 9% अधिक जगह लेती है, इसलिए एक लीटर बर्फ का वजन एक लीटर पानी से कम होता  है. पानी बर्फ से भारी होने के कारण बर्फ को अवस्थित कर देता है, जिसके कारण बर्फ पानी पर तैरने लगती है.

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जलते बर्फ बनने पर आयतन बढ़ जाता है क्यों?

ठोस पिघलकर द्रव में परिवर्तित हो जाता है।

जल से बर्फ बनने पर आयतन बढ़ जाता है क्या?

बर्फ का आयतन पानी से अधिक होता है इसलिए पिघलने के बाद टुकड़े का आयतन कम हो जाएगा लेकिन पानी का स्तर वही रहेगा।