गर्मी का दिन है और आप अपने लिए नींबू पानी का एक अच्छा गिलास बनाना चाहते हैं। आप अपने पेय में कुछ बर्फ मिलाते हैं, और नींबू पानी फैल जाता है! लेकिन आपका दोस्त, जिसने नींबू पानी डालने से पहले अपने पेय में बर्फ मिलाई थी, उसमें कोई स्पिल नहीं है, भले ही बर्फ पेय में पिघल जाए।
इस घटना को समझने के लिए, आपको यह समझने की जरूरत है कि तापमान के साथ पानी का घनत्व कैसे बदलता है।
वॉल्यूम घनत्व क्या है?
यह समझने के लिए कि बर्फ से पानी के अनुपात की गणना कैसे करें, आप पूछ सकते हैं, "1 कप बर्फ कितने पानी के बराबर होती है?" इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, आपको घनत्व को समझने की आवश्यकता है।
पानी का आयतन घनत्व पानी के द्रव्यमान का वर्णन करता है जो एक इकाई आयतन में रहता है। आयतन घनत्व के आयाम इसलिए हैं द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन. इकाइयां ग्राम प्रति यूनिट मिलीलीटर (जी/एमएल), किलो प्रति यूनिट लीटर (किलो/ली) या मात्रा की प्रति इकाई द्रव्यमान की कोई अन्य इकाई हो सकती हैं। तरल पानी का घनत्व याद रखना वास्तव में आसान है: यह 1 ग्राम/एमएल है।
बर्फ की मात्रा की गणना
पानी वास्तव में एक बहुत ही असामान्य पदार्थ है क्योंकि ठोस पानी (बर्फ कहा जाता है) तरल पानी से कम घना होता है
. बर्फ का घनत्व 0.92 g/mL है, जिसका अर्थ है कि यदि आप एक ग्राम पानी लें और उसमें डालें फ्रीजर, जब आप इसे बाहर निकालते हैं तो यह मात्रा में विस्तारित हो जाता है और पहले की तुलना में अधिक जगह लेता है तरल।इसके विपरीत, (पहले से नींबू पानी याद रखें), यदि आप कुछ बर्फ के टुकड़ों के साथ एक पेय के साथ शुरू करते हैं, और वे पिघल जाते हैं, तो पानी का स्तर कप वास्तव में वही रहेगा, क्योंकि तैरती बर्फ केवल उतनी ही जगह लेती है जितनी उसके डूबे हुए हिस्से ने एक बार ली थी पिघला हुआ।
लेकिन क्या होगा अगर आपके पास एक ठोस कप बर्फ हो? बर्फ पिघलने पर आपके पास कितने कप पानी होगा?
यू.एस. कप को मिलीलीटर में परिवर्तित करके प्रारंभ करें: 1 यू.एस. कप = 236.588 एमएल, ग्राम प्रति मिलीलीटर की इकाइयों में ज्ञात घनत्व का उपयोग करने के लिए। अब, ग्राम पानी प्राप्त करने के लिए बर्फ के घनत्व से मिलीलीटर में मात्रा गुणा करें, जो पानी के तापमान में परिवर्तन के रूप में नहीं बदलता है।
इसलिए, पानी का द्रव्यमान २३६.५८८ एमएल गुणा ०.९२ ग्राम/एमएल = २१७.६६१ ग्राम पानी है। 217.661 ग्राम तरल पानी की मात्रा की गणना करने के लिए, पानी के ग्राम को तरल पानी के घनत्व से विभाजित करें: 217.661 ग्राम / (1 ग्राम / एमएल) = 217.661 एमएल, या लगभग 0.92 कप पानी।
अपने काम की जांच करने का एक बहुत अच्छा तरीका यह जांचना है कि क्या आपको जो उत्तर मिला है वह "समझ में आता है।" इस मामले में, आप जानते हैं कि जब बर्फ पिघलकर तरल पानी में बदल जाती है तो आयतन कम हो जाता है. तो अगर वॉल्यूम कम हो गया है, तो आप सही रास्ते पर हैं! संख्याओं को देखते हुए, यह निर्धारित किया गया था कि लगभग 237 मिलीलीटर बर्फ पिघलकर लगभग 218 मिलीलीटर तरल पानी बन जाती है; तो जवाब "समझ में आता है!"
बर्फ को पानी के आयतन में बदलने का एक त्वरित तरीका
घनत्व से आयतन की गणना के लिए पूरी प्रक्रिया को याद रखने योग्य है, लेकिन बर्फ से पानी के अनुपात का उपयोग करना इस गणना को करने का एक तेज़ तरीका है।
घनत्व का अनुपात बस एक का घनत्व दूसरे के घनत्व से विभाजित होता है: बर्फ से पानी का घनत्व 0.92 है। अनुपात का उपयोग करके, कोई भी बर्फ की मात्रा को 0.92 से गुणा कर सकता है, जो कि बर्फ की मात्रा को तरल पानी के लिए रूपांतरण कारक है।
ध्यान दें कि पहले, आप इस अनुपात का उपयोग जल्दी से गणना करने के लिए कर सकते थे कि 1 कप बर्फ का परिणाम 0.92 कप तरल पानी में होता है।
सामान्य तौर पर, बर्फ से पानी के आयतन रूपांतरण के उदाहरण की तरह, आप अन्य स्थितियों में भी त्वरित रूपांतरण के लिए अनुपात का उपयोग कर सकते हैं।
टिप्स
ठोस पानी (बर्फ) तरल पानी की तुलना में कम घना होता है। बर्फ के आयतन को तरल पानी के आयतन में जल्दी से बदलने के लिए आयतन घनत्व (.92) के अनुपात का उपयोग किया जा सकता है।
वजन, द्रव्यमान और आयतन
इन सभी शब्दों, भार, द्रव्यमान और आयतन में "इकाइयाँ" कहलाती हैं। प्रत्येक हमें बताता है कि किस प्रकार की मात्रा को मापा जा रहा है।
भार किसी वस्तु का उसके द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण के स्थानीय त्वरण के कारण बल है, लेकिन द्रव्यमान किसी वस्तु में पदार्थ की मात्रा है। वस्तु का द्रव्यमान तभी बदलता है जब कोई भौतिक रूप से वस्तु का कुछ हिस्सा काटकर ले लेता है दूर, लेकिन किसी वस्तु का वजन बदल सकता है यदि कोई इसे घाटी से पहाड़ की चोटी पर ले जाए।
दूसरी ओर आयतन कुछ मात्रा में द्रव्यमान के लिए आवश्यक भौतिक स्थान की मात्रा है।
इन मात्राओं के बीच के अंतरों को याद रखना महत्वपूर्ण है, ताकि आप सुनिश्चित कर सकें कि आपके उत्तर "समझ में आते हैं!"