क्या पानी गर्म होने पर फैलता है या सिकुड़ता है?

पानी किसी भी अन्य यौगिक की तरह बदलते तापमान के प्रति प्रतिक्रिया करता है, लेकिन एक विसंगति पिघलने बिंदु के आसपास एक संकीर्ण सीमा में होती है, और यह एक ऐसा परिवर्तन है जो एक बड़ा अंतर बनाता है। जब आप बर्फ को गर्म करते हैं, तो अणु गतिज ऊर्जा प्राप्त करते हैं, और बर्फ पिघलने तक फैलती है। लेकिन एक बार जब सारी बर्फ पानी में बदल जाती है और तापमान फिर से बढ़ने लगता है, तो विस्तार रुक जाता है। 32 और 40 डिग्री फ़ारेनहाइट (0 और 4 डिग्री सेल्सियस) के बीच, पिघला हुआ पानी वास्तव में तापमान बढ़ने पर सिकुड़ जाता है। 40 एफ (4 सी) से परे, यह फिर से विस्तार करना शुरू कर देता है। यह घटना बर्फ को अपने आसपास के पानी की तुलना में कम घना बनाती है, यही वजह है कि बर्फ तैरती है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

बर्फ एक निश्चित दर से फैलती है, तरल पानी बढ़ते तापमान के साथ त्वरित दर से फैलता है और भाप फिर से एक निश्चित दर से फैलती है। 32 एफ (0 सी) से 40 एफ (4 सी) के तापमान के बीच, तरल पानी वास्तव में बढ़ते तापमान के साथ अनुबंध करता है।

एक ठोस के रूप में, बर्फ केवल रैखिक रूप से विस्तारित हो सकती है, जिसका अर्थ है कि एक बर्फ घन की लंबाई और चौड़ाई बदल सकती है। बर्फ के लिए रैखिक विस्तार का गुणांक, जो लंबाई और चौड़ाई प्रति डिग्री केल्विन के भिन्नात्मक परिवर्तन को मापता है, एक स्थिर 50 x 10 है

जब बर्फ तरल पानी बन जाती है, तो उसके पास निश्चित रैखिक आयाम नहीं होते हैं, लेकिन इसका आयतन होता है। तापमान के लिए तरल पानी की प्रतिक्रिया को मापने के लिए वैज्ञानिक एक अलग थर्मल गुणांक - मात्रा विस्तार का गुणांक - का उपयोग करते हैं। यह गुणांक, जो प्रति डिग्री केल्विन के आयतन में भिन्नात्मक परिवर्तनों को मापता है, निश्चित नहीं है। यह बढ़ते तापमान के साथ तब तक बढ़ता है जब तक कि पानी उबलने न लगे। दूसरे शब्दों में, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, तरल पानी बढ़ती दर से फैलता है।

जब पानी भाप में बदल जाता है, तो यह आदर्श गैस नियम के अनुसार फैलता है: PV = nRT। यदि दाब (P) और वाष्प के मोलों की संख्या (n) स्थिर बनी रहती है, तो भाप का आयतन (V) तापमान (T) के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है। इस समीकरण में R एक नियतांक है जिसे आदर्श गैस नियतांक कहते हैं।

अपने गलनांक पर, पानी किसी अन्य यौगिक द्वारा साझा की गई विशेषता प्रदर्शित करता है। तरल अवस्था में विस्तार जारी रखने के बजाय, यह सिकुड़ता है, और इसका घनत्व तब तक बढ़ता है जब तक कि यह अधिकतम 40 F (4 C) तक नहीं पहुंच जाता। गलनांक से इस महत्वपूर्ण बिंदु तक, विस्तार का गुणांक ऋणात्मक होता है, और अधिकतम घनत्व के बिंदु पर, विस्तार का गुणांक 0 होता है। यदि तापमान में वृद्धि जारी रहती है, तो विस्तार का गुणांक फिर से सकारात्मक हो जाता है।

यदि आप तापमान प्रवणता और ठंडे पानी को हिमांक बिंदु पर उलट देते हैं, तो यह 40 F (4 C) पर फैलने लगता है और जमने तक फैलता रहता है। यही कारण है कि ठंड के मौसम में पानी के पाइप फट जाते हैं और आपको कभी भी पानी से भरी कांच की बोतल को फ्रीजर में क्यों नहीं रखना चाहिए।