पानी के हिमांक को कैसे बढ़ाएं

पानी के हिमांक को कम करना आसान है। आपको बस नमक, चीनी या कोई अन्य विलेय मिलाना है। विपरीत दिशा में जाना और पानी का जमना तापमान बढ़ाना लगभग उतना आसान नहीं है। वास्तव में, कुछ वैज्ञानिकों को संदेह है कि ऐसा भी किया जा सकता है। हालांकि, भले ही यह सच हो कि आप एक विलेय जोड़कर हिमांक नहीं बढ़ा सकते हैं, शोधकर्ताओं ने सुपरकूल्ड पानी के हिमांक के अन्य तरीकों की खोज की है। एक बिजली का उपयोग कर रहा है, और दूसरा अल्कोहल या टेस्टोस्टेरोन जोड़कर है। ये तरीके शुद्ध पानी के साथ ही काम करते हैं।

जिस प्रक्रिया से पानी जमता है वह इस तथ्य से जटिल है कि पानी एक ध्रुवीय अणु है, जिसका अर्थ है कि भले ही इसका शुद्ध चार्ज शून्य हो, लेकिन इसका एक सकारात्मक और नकारात्मक अंत होता है, जैसे चुंबक। पानी के अणु हाइड्रोजन बांड बनाकर एक दूसरे से और पानी की अशुद्धियों से विद्युत रूप से बंधते हैं, और पानी में अशुद्धियाँ होने पर वे अधिक आसानी से बर्फ में मिल जाते हैं। यदि आप हवा में शुद्ध पानी की एक बूंद को बिना कुछ छुए निलंबित करने का कोई तरीका खोज सकते हैं, यह 0 डिग्री सेल्सियस (32 डिग्री .) से कम तापमान पर तरल अवस्था में रह सकता है फारेनहाइट)। ऐसा सुपरकूल्ड पानी तब तक तरल अवस्था में रह सकता है जब तक कि तापमान -40 C (-40 F) तक गिर न जाए।

हालाँकि, पानी में अल्कोहल मिलाने से उसका व्यवहार बदल जाता है। ठंडा होने पर, अल्कोहल बर्फ की तरह षट्भुज बनाता है, और पानी की बूंदें एक-दूसरे के चारों ओर स्वतंत्र रूप से तैरने के बजाय इनके चारों ओर जमा हो जाती हैं। हेक्सागोनल संरचनाएं ठोस अशुद्धियों के समान स्थिरता प्रदान करती हैं। अल्कोहल मिला कर वैज्ञानिकों ने पाया है कि वे शुद्ध पानी के हिमांक को 0 C तक बढ़ा सकते हैं।

इजरायल के वैज्ञानिकों ने तापमान बढ़ाने के लिए एक अलग दृष्टिकोण की कोशिश की जिस पर सुपरकूल्ड पानी जम जाएगा। उन्होंने तांबे के सिलेंडर के अंदर पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल रखकर चार्ज सेल बनाए। उन्होंने इन कोशिकाओं को एक नम कमरे में रखा और तापमान को तब तक कम कर दिया जब तक कि क्रिस्टल पर पानी संघनित न होने लगे। उन्होंने तापमान कम करना जारी रखा और पाया कि बूंदें -12.5 C (9.5 F) पर एक अपरिवर्तित सतह पर जम जाती हैं, लेकिन एक सकारात्मक चार्ज सतह पर, वे -7 C (19.4 C) पर जम जाती हैं। ऋणात्मक रूप से आवेशित सतह पर, पानी -18 C (-0.4 F) पर जम जाता है।

प्रयोग ने और भी आश्चर्यजनक परिणाम प्राप्त किए। शोधकर्ताओं ने पाया कि पानी की बूंदें -11 डिग्री सेल्सियस पर 10 मिनट के लिए एक नकारात्मक चार्ज सतह पर तरल रहती हैं (12.2 डिग्री फारेनहाइट), लेकिन जब चार्ज समाप्त हो गया, तो वे कमरे के तापमान को -8 सी तक बढ़ाकर बूंदों को जमने का कारण बन सकते हैं (17.6 एफ)। इसका कारण यह है कि कमरे के तापमान को बढ़ाने से क्रिस्टल पर एक सकारात्मक चार्ज उत्पन्न होता है।

वैज्ञानिक जानते हैं कि शुद्ध पानी में कालिख मिलाने से हिमांक लगभग 7 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है, लेकिन यह पुरुष हार्मोन टेस्टोस्टेरोन की तुलना में कुछ भी नहीं है। यह शुद्ध पानी के हिमांक को -40 C से बढ़ाकर -1 C (30.2 F) तक बढ़ा सकता है। शोधकर्ताओं को यकीन नहीं है कि यह कैसे काम करता है, लेकिन उन्हें संदेह है कि तंत्र शराब के समान है।

आप पानी के हिमांक को कम कर सकते हैं, यह आपके द्वारा जोड़े गए विलेय की सांद्रता पर निर्भर करता है, लेकिन आप हिमांक को अनिश्चित काल तक कम नहीं कर सकते। वास्तव में, फ़ारेनहाइट पैमाने (-17.8 C) के शून्य बिंदु को खारे पानी के संतृप्त घोल के हिमांक तापमान के रूप में परिभाषित किया गया है। एक संतृप्त घोल में कोई और नमक नहीं घुलेगा, इसलिए 0 F वह न्यूनतम तापमान है जिससे आप नमक के साथ पानी का गलनांक कम कर सकते हैं। हालांकि, पानी को और भी कम तापमान पर तरल अवस्था में रहने के लिए सुपरकूल करना संभव है। यूटा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने उस तापमान को निर्धारित किया है जिस पर पानी बिल्कुल -48 C (-55 F) होना चाहिए।