पानी बर्फ क्यों पिघलाता है?

जैसे ही आप गर्म दिन में बाहर बैठते हैं, आप देखते हैं कि आपके गिलास पानी में बर्फ धीरे-धीरे पिघल रही है। बाद में, आप कूलर से कुछ बर्फ को सिंक में डंप करें और बर्फ को पिघलाने के लिए पानी चालू करें। हालाँकि, आप हमेशा उस ट्रिक का उपयोग नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए, ठंडे सर्दियों के दिन, आप अपनी कार की बर्फ से ढकी विंडशील्ड पर एक गिलास पानी नहीं डाल सकते; जिससे बर्फ नहीं पिघलेगी। पानी बर्फ को पिघलाता है, लेकिन केवल कुछ शर्तों के तहत।

पिघलना, परिभाषा के अनुसार, किसी पदार्थ को ठोस अवस्था से तरल अवस्था में बदलने की प्रक्रिया है। पिघलने की प्रक्रिया एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है, जिसका अर्थ है कि इसे होने के लिए गर्मी ऊर्जा को अवशोषित करना होगा। यह ऊष्मा ऊर्जा ऐसे परिवेश से आती है जिसमें पिघले जाने वाले पदार्थ की तुलना में अधिक ऊर्जा और उच्च तापमान होता है। यह केवल एक तापमान अंतर के माध्यम से है कि गर्मी ऊर्जा स्थानांतरित की जाती है, जो तब एक का कारण बनेगी पदार्थ पिघलने के लिए (या कम से कम तापमान में वृद्धि) जबकि परिवेश तापमान में कमी करता है। विभिन्न पदार्थों के लिए गलनांक (गलनांक कहा जाता है) अलग-अलग होता है।

हम में से अधिकांश बर्फ के गलनांक से परिचित हैं: 0 डिग्री सेल्सियस या 32 डिग्री फ़ारेनहाइट। यदि बर्फ का तापमान इस संख्या से कम है, तो यह ठोस रहेगा; यदि बर्फ का तापमान इस संख्या से अधिक हो जाता है, तो बर्फ तरल पानी में बदल जाती है। यदि बर्फ पानी के संपर्क में आती है, तो हम जानते हैं कि बर्फ 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे होनी चाहिए और पानी 0 डिग्री सेल्सियस से अधिक होना चाहिए। तापमान में अंतर के कारण, गर्मी हस्तांतरण होगा। इसका परिणाम यह होगा कि पानी के तापमान में कमी आएगी और बर्फ के तापमान में वृद्धि होगी।

यह इस बात पर निर्भर करता है कि आपने कितनी बर्फ से शुरुआत की, बर्फ का शुरुआती तापमान, कितना पानी इस्तेमाल किया और पानी का शुरुआती तापमान। यदि आप एक गिलास गर्म पानी में कुछ बर्फ के टुकड़े डालते हैं, तो आपको पहले से ही परिणाम पता होना चाहिए: पानी ठंडा हो जाएगा और बर्फ के टुकड़े पिघल जाएंगे। इस मामले में, न केवल बर्फ के क्यूब्स के तापमान को बढ़ाने के लिए, बल्कि उन्हें पिघलाने के लिए पर्याप्त शुरुआती तापमान पर पर्याप्त पानी होता है।

अब यह समझ में आना चाहिए कि पानी जोड़ने के सभी उदाहरण बर्फ को नहीं पिघलाएंगे। भले ही पानी बर्फ की तुलना में अधिक तापमान पर हो, अगर पानी की तुलना में काफी अधिक बर्फ हो, या यदि तापमान शुरू करने के लिए बर्फ बहुत कम है, फिर बर्फ के तापमान को बढ़ाने और इसे पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्मी ऊर्जा स्थानांतरित नहीं की जाएगी, भी।

पानी बर्फ को पिघला देता है क्योंकि यह बर्फ की तुलना में अधिक तापमान पर होता है, इसलिए गर्मी ऊर्जा पानी से बर्फ में स्थानांतरित हो जाती है। चूंकि यहां काम करने वाला वैज्ञानिक सिद्धांत गर्मी हस्तांतरण का विचार है, इसलिए यह आवश्यक नहीं है कि पानी का उपयोग बर्फ को पिघलाने के लिए किया जाए। कोई भी पदार्थ (ठोस, तरल या गैस) जो बर्फ से अधिक तापमान पर होता है, बर्फ को पिघलाने के लिए ऊष्मा ऊर्जा को स्थानांतरित करने में सक्षम होगा।