गर्म पानी ठंडे पानी से कम घना क्यों होता है?

गर्म और ठंडा पानी दोनों H2O के तरल रूप हैं, लेकिन पानी के अणुओं पर गर्मी के प्रभाव के कारण उनका घनत्व अलग-अलग होता है। हालांकि घनत्व का अंतर मामूली है, लेकिन समुद्र की धाराओं जैसी प्राकृतिक घटनाओं पर इसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जहां गर्म धाराएं ठंडी से ऊपर उठती हैं।

ठंडा पानी हमेशा गर्म पानी से अधिक घना होता है; निकट-ठंड और 30 डिग्री सेल्सियस (86 डिग्री फ़ारेनहाइट) के बीच घनत्व परिवर्तन एक प्रतिशत का लगभग 4 दसवां हिस्सा है। हालांकि छोटा, अंतर गर्म पानी को ठंडे पानी के ऊपर "तैरने" की अनुमति देता है, एक घटना जो दुनिया के महासागरों में हर दिन होती है।

गर्म पानी ठंडे पानी की तुलना में कम घना होता है इसका कारण गर्मी ही है। जब पानी (सूर्य जैसे स्रोत से) में गर्मी पेश की जाती है, तो उसके अणु ऊर्जा से उत्साहित होते हैं। वे तेजी से आगे बढ़ना शुरू करते हैं, इसलिए जब वे एक दूसरे से टकराते हैं, तो वे और दूर उछलते हैं। तेजी से चलने वाले अणुओं के बीच बढ़ी हुई जगह घनत्व को कम करती है।

ठंडे पानी का घनत्व गर्म से अधिक होता है क्योंकि इसके पानी के अणु अधिक सुस्त होते हैं; कंपन और गति धीमी और कम ऊर्जावान होती है। अणु उछलते हैं और एक दूसरे को कम धक्का देते हैं, इसलिए अधिक एक छोटी सी जगह में एक साथ फिट हो सकते हैं। चूंकि वे एक साथ अधिक कसकर पैक किए जाते हैं, इसलिए पानी का घनत्व अधिक होता है।

क्योंकि गर्म पानी कम घना होता है, जब गर्म और ठंडे मिलते हैं, तो गर्म पानी ऊपर की ओर बढ़ जाता है; वैज्ञानिक इसे "संवहन" कहते हैं। यह प्रक्रिया कभी-कभी एक चक्र बनाती है जिसमें झील की सतह पर पानी गर्म होता है दिन के दौरान, फिर रात में ठंडा और डूब जाता है, गहराई से सतह और वापस तक एक धीमी, निरंतर परिसंचरण पैदा करता है फिर व।

दुनिया के महासागरों में गर्म पानी का द्रव्यमान ठंडे पानी से ऊपर उठता है। धाराओं को देखते हुए, गर्म, उष्णकटिबंधीय पानी ध्रुवों की ओर एक कन्वेयर बेल्ट की तरह गति में बंद हो जाता है, जिसके नीचे ठंडे पानी होते हैं। तापमान में विभाजन को थर्मोक्लाइम कहा जाता है। गल्फ स्ट्रीम इस घटना का एक उदाहरण है, और गर्म उष्णकटिबंधीय पानी को ऊपर लाने का यह चक्र बड़े भौगोलिक क्षेत्रों में जलवायु को भी प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, लंदन कैलगरी जितना ठंडा नहीं है, भले ही यह समान अक्षांश है, क्योंकि यह गल्फ स्ट्रीम से लाभान्वित होता है। हालाँकि, समुद्र का पानी हमेशा इसे शांति से नहीं ले जाता है। कभी-कभी, जब गर्म और ठंडे पानी (और वायु द्रव्यमान) मिलते हैं, तो परिणाम तूफान या तूफान भी होता है।