स्कूल से, सभी को अच्छी तरह से याद है कि सेल्सियस पैमाने पर शून्य तापमान पर, पानी एकत्रीकरण की ठोस अवस्था में चला जाता है। दूसरे शब्दों में, यह बर्फ में बदल जाता है। यह मान 32 डिग्री फ़ारेनहाइट और 273.15 केल्विन से मेल खाता है।

ये आंकड़े हमेशा सही नहीं होते - पानी अलग हो सकता है:

• ताज़ा;
• समुद्री;
• खनिज;
• आसुत;
• चुम्बकित।

हवा का दबाव उस तापमान को प्रभावित करता है जिस पर पानी जम जाता है, उदाहरण के लिए, अल्पाइन झील में। हाइड्रोजन समस्थानिकों की मात्रा के आधार पर पानी हल्का, भारी और अत्यधिक भारी होता है। कोमलता और कठोरता की अवधारणाएँ हैं। ये सभी कारक एकत्रीकरण की स्थिति को बदलने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

साधारण पानी में हमेशा कुछ अशुद्धियाँ होती हैं - ठोस कण, धूल। एक निश्चित तापमान के आसपास सबसे छोटे कणबर्फ के क्रिस्टल बनने लगते हैं। ऐसे कण कहलाते हैं क्रिस्टलीकरण नाभिक. उनका कार्य दरारें, हवा के बुलबुले, पोत की सतह के दोषों द्वारा भी किया जा सकता है। ऐसे कणों की उपस्थिति आवश्यक शर्तपानी को बर्फ में बदलने के लिए।

जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, वायुमंडलीय दबाव कम होता जाता है। आप जितना ऊपर चढ़ते हैं, पानी का हिमांक उतना ही अधिक बदलता है। एक किलोमीटर की ऊँचाई पर, क्रिस्टलीकरण केवल +2˚С पर होता है। एक और किलोमीटर चढ़ने पर, आप देखेंगे कि +4˚С पर बर्फ बनती है। शून्य तापमान सामान्य अवस्था में ही ठोस अवस्था में संक्रमण में योगदान देता है वायु - दाब- पारा 760 मिमी.

इस प्रकार, जैसे ही हवा का दबाव कम होता है, पानी को जमने के लिए आवश्यक तापमान बढ़ जाता है। लेकिन यह कम मूल्यों पर उबलने लगता है।

झील या नदी में पानी 0°C पर जम जाता है। एक संकेत है कि जलाशय बहुत साफ है पानी के क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया हो सकती है - यह नीचे से शुरू होती है, क्योंकि अधिकांश क्रिस्टलीकरण नाभिक हैं: पत्थर, स्नैग, पौधे।

समुद्र और महासागरों के साथ स्थिति अलग है। समुद्र का पानी पर जम जाता है विभिन्न अर्थशून्य से नीचे। यह जितना अधिक नमकीन होता है, इसका घनत्व उतना ही अधिक होता है, इसलिए इसे जमने के लिए कम तापमान की आवश्यकता होती है। समुद्र के पानी में लवणता की अलग-अलग डिग्री होती है विभिन्न भागविश्व महासागर। 35 ‰ के औसत मान के साथ, बर्फ में रूपांतरण -1.91 डिग्री सेल्सियस पर शुरू होगा।

जलीय समाधान

जल एक उत्तम विलायक है। प्रकृति और अशुद्धियों की मात्रा के आधार पर, यह विभिन्न परिस्थितियों में ठोस अवस्था में बदल जाएगा। उदाहरण के लिए, यदि आप अल्कोहल मिलाते हैं, तो आपको -114 डिग्री सेल्सियस तक बहुत कम तापमान की आवश्यकता होगी। वहीं, किसी फिक्स इंडिकेटर की बात करना गलत है। यहां तापमान को इंगित करना आवश्यक है कि क्रिस्टलीकरण कब शुरू होता है और कब समाप्त होता है। प्रारंभिक मूल्य समाधान में अल्कोहल के अनुपात पर निर्भर करता है।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, खारे पानी का क्रिस्टलीकरण कब होता है अलग तापमानवायु। कुंजी लवणता है, पीपीएम (‰) में मापा जाता है।

नल के पानी के विपरीत, आसुत जल में कोई अशुद्धियाँ नहीं होती हैं। इसे डिस्टिलर में आसवन द्वारा प्राप्त किया जाता है। यह पता चला है कि ऐसे तरल में क्रिस्टलीकरण नाभिक नहीं होते हैं। इस विशेषता के संबंध में, ठंड -42˚С के बराबर बहुत कम तापमान पर शुरू होती है।

जब कम तापमान के संपर्क में आने वाला पानी क्रिस्टलीकृत नहीं होता है, तो इसे "सुपरकूल्ड" कहा जाता है। यदि आप इस तरह के तरल के साथ किसी बर्तन पर दस्तक देते हैं, तो यह तुरंत बर्फ में बदल जाएगा।

प्रयोगशाला स्थितियों में, वैज्ञानिकों ने विशेष दबाव में -70 डिग्री सेल्सियस पर आसुत जल जमने पर कम क्रिस्टलीकरण सीमा हासिल करने में कामयाबी हासिल की।

चुंबकीय पानी

पानी की संरचना में रुचि रखने वाले लोगों ने शायद एक ऐसी विधि के बारे में सुना होगा जिसमें द्रव को एक निश्चित तीव्रता के चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है। यह माना जाता है कि इसके परिणामस्वरूप चुंबकीय पानी प्राप्त होता है, जिसका विभिन्न अंगों पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, रोगाणुओं और जीवाणुओं को मारता है। साथ ही, इस पद्धति के समर्थकों का दावा है कि संरचित पानी से पानी देने से खीरे, टमाटर और अन्य फसलों की पैदावार कई गुना बढ़ जाती है। चमत्कारी पानी शून्य से -5-10 डिग्री नीचे के तापमान पर जम जाता है, जो कुछ हद तक पौधों को ठंढ से बचाता है।

स्वाभाविक रूप से, लोग रोजमर्रा की समस्याओं के बारे में अधिक चिंतित हैं, उदाहरण के लिए, कैस्पियन सागर में पानी किस तापमान पर जम जाता है। अगर हीटिंग बंद कर दी जाए तो क्या होगा? पहले से ही एक आवासीय भवन के अंदर -1˚С पर, पाइपों में पानी जमना शुरू हो जाएगा। यदि इसे 2-3 दिनों के भीतर नहीं रोका गया, तो रेडिएटर और हीटिंग पाइप में बर्फ फैल जाएगी और उन्हें तोड़ देगी। एक निजी घर में या पर अचानक बॉयलर टूट जाता है उपनगरीय क्षेत्र? शून्य से 5 डिग्री नीचे के तापमान पर, पाइपों में पानी और रेडिएटर को जमने में कुछ दिन लगेंगे। अच्छे थर्मल इन्सुलेशन के साथ, हीटिंग सिस्टम अधिक समय तक चलेगा।

ठंड के मौसम की शुरुआत के साथ मोटर चालकों का सिरदर्द रेडिएटर में पानी का जमना है। बाहर -5˚C पर बर्फ के क्रिस्टल बनने लगते हैं, तरल की मात्रा 10% तक बढ़ जाती है। इससे मुख्य घटकों और भागों को नुकसान होने का खतरा है। वाहन. हालांकि, विभिन्न एंटीफ्रीज में काफी कम हिमांक और अधिक होता है उच्च बिंदुउबलना। रेडिएटर में ये समाधान 30˚C से नीचे के तापमान पर, कुछ ग्रेड -60˚C पर क्रिस्टलीकृत होने लगते हैं।

विरोधाभास और घटनाएं

यह कितना भी विरोधाभासी क्यों न लगे, लेकिन गर्म पानीठंड से जल्दी जम जाता है। घटना, जिसे "एमपेम्बा विरोधाभास" कहा जाता है, को इस तथ्य से समझाया गया है कि एक गर्म तरल में उच्च गर्मी हस्तांतरण होता है, क्रिस्टलीकरण नाभिक के साथ एक उच्च संतृप्ति होती है।

शून्य डिग्री पर एक निर्वात में, पानी पहले ... उबलता है, लेकिन तरल के 1/8 के वाष्पीकरण के बाद, बाकी जमने लगता है।

प्रयोगशाला में वैज्ञानिकों ने तथाकथित प्राप्त किया कांच का पानी, जो एक अनाकार ठोस है। ऐसा करने के लिए, मिलीसेकंड के मामले में, आपको तापमान को -137 डिग्री सेल्सियस तक कम करना होगा। ब्रह्मांड में धूमकेतु ऐसे पदार्थ से बने होते हैं।

वीडियो किस तापमान पर पानी जम जाता है

लॉयड जॉन द्वारा द सेकेंड बुक ऑफ़ जनरल फॉलसीज़

पानी किस तापमान पर जमता है?

शुद्ध पानी 0 डिग्री सेल्सियस पर यह जमता नहीं है - समुद्र के पानी की तरह।

पानी को जमने के लिए, उसे अपने अणुओं को जोड़ने के लिए कुछ चाहिए। धूल के कणों जैसे "कोर" के आसपास बर्फ के क्रिस्टल बनते हैं। यदि कोई नहीं है, तो आप जमने से पहले पानी को -42 ° C तक ठंडा कर सकते हैं।

बिना हिमीकरण के पानी को ठंडा करने को "सबकूलिंग" कहा जाता है। यह बिना जल्दबाजी के किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, आप फ्रीजर में बहुत शुद्ध पानी की एक बोतल रख सकते हैं और इसे सुपरकूल कर सकते हैं। लेकिन जैसे ही आप बोतल को बाहर निकालते हैं और अपनी उंगली को गिलास पर थपथपाते हैं, पानी तुरंत बर्फ में बदल जाएगा।

सबसे तेजठंडे पानी का बिल्कुल अलग प्रभाव होता है। बर्फ के चरण (एक समान क्रिस्टलीय जाली संरचना वाले) को दरकिनार करते हुए, यह एक अराजक अनाकार ठोस में बदल जाता है जिसे "ग्लासी पानी" के रूप में जाना जाता है (इसलिए कांच की संरचना के समान अणुओं की यादृच्छिक व्यवस्था के कारण नाम दिया गया है)। "कांच जैसा पानी" प्राप्त करने के लिए, तापमान को केवल कुछ मिलीसेकंड में -137 ° C तक कम किया जाना चाहिए। पृथ्वी पर "कांच जैसा पानी" केवल प्रयोगशालाओं की दीवारों के भीतर ही पाया जा सकता है, लेकिन ब्रह्मांड में यह पानी का यह रूप है जो सबसे आम है - यह वह है जिससे धूमकेतु बनते हैं।

उच्च नमक सामग्री के कारण समुद्र का पानीबिना ठंड के नियमित रूप से 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे ठंडा किया जाता है। मछली का रक्त, एक नियम के रूप में, -0.5 डिग्री सेल्सियस पर कहीं जम जाता है, इसलिए समुद्री जीवविज्ञानी लंबे समय से इस सवाल से चकित हैं: मछली ध्रुवीय समुद्र में कैसे जीवित रहती है? यह पता चला है कि अंटार्कटिक जैसी प्रजातियां बर्फ की मछलीऔर हेरिंग, अग्न्याशय में प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो उनके रक्त द्वारा अवशोषित होते हैं। यह प्रोटीन है जो बर्फ के क्रिस्टलीकरण नाभिक (लगभग कार रेडिएटर में एंटीफ्ऱीज़ की तरह) के गठन को रोकता है।

पानी की विशेषताओं के बारे में जानने पर कम तामपान, आपको यह जानकर आश्चर्य नहीं होगा कि इसका क्वथनांक (यहां तक ​​कि सामान्य दबाव) जरूरी नहीं कि 100 डिग्री सेल्सियस हो। यह बहुत अधिक हो सकता है। सच है, यहाँ भी, तरल को धीरे-धीरे गर्म किया जाना चाहिए, और बर्तन में एक भी खरोंच के बिना। यह खरोंच में है कि बहुत वायु गुहाएं निहित हैं, जिसके पास पहले बुलबुले बनते हैं।

उबलना तब शुरू होता है जब जल वाष्प के बुलबुले फैलते हैं और पानी की सतह से टूट जाते हैं। ऐसा होने के लिए, तापमान पर्याप्त उच्च होना चाहिए - इतना अधिक होना चाहिए कि वाष्प बुलबुले द्वारा बनाया गया दबाव वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो। सामान्य परिस्थितियों में, यह 100 डिग्री सेल्सियस है, लेकिन अगर पानी में कोई जगह नहीं है जहां बुलबुले बन सकते हैं, तो बुलबुले के जीवन के लिए सतह के तनाव को दूर करने के लिए अधिक गर्मी की आवश्यकता होती है। (उसी कारण से फुलाए जाने के लिए गुब्बाराअंत की तुलना में शुरुआत में कठिन।

यह, वैसे, बताता है कि क्यों उबलती हुई कॉफी का एक कप फट सकता है, अगर आप इसे हटा दें तो चारों ओर सब कुछ छींटे मार सकते हैं माइक्रोवेव ओवनया इसे चम्मच से चलाएं। आंदोलन एक चेन रिएक्शन का कारण बनेगा, जिससे कॉफी में मौजूद सारा पानी तेजी से वाष्पित हो जाएगा।

और अंत में, एक आखिरी पानी की विषमता: ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी तेजी से जमता है। ईसा पूर्व चौथी शताब्दी में अरस्तू ने सबसे पहले इस पर ध्यान दिया था। हालांकि, वैज्ञानिक दुनिया ने 1963 तक उसकी शुद्धता को नहीं पहचाना - एरास्टो मपेम्बा नाम के एक तंजानिया स्कूली छात्र के तप के लिए धन्यवाद। छोटे लड़के ने शब्दों की पुष्टि की प्राचीन यूनान, यह प्रदर्शित करते हुए कि मीठे दूध के फार्मूले को अगर पहले गर्म किया जाए तो यह अधिक तेजी से आइसक्रीम में बदल जाएगा। लेकिन रहस्य क्या है, हम अभी तक नहीं जान पाए हैं।

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