पानी कितने तापमान पर जमता है। थर्मोफिजिकल गुण और NaCl और CaCl2 के जलीय घोल का हिमांक

युवा प्रकृतिवादी हमेशा सरल प्रतीत होने वाले सवालों से परेशान रहते हैं। समुद्र का पानी आमतौर पर किस तापमान पर जम जाता है? हर कोई जानता है कि समुद्र की सतह को एक अच्छे बर्फ रिंक में बदलने के लिए शून्य डिग्री पर्याप्त नहीं है। लेकिन यह किस तापमान पर होता है?

समुद्र का पानी किससे बनता है?

समुद्रों की सामग्री अलवणीय जल से किस प्रकार भिन्न है? अंतर इतना बड़ा नहीं है, लेकिन फिर भी:

• बहुत अधिक नमक।
• मैग्नीशियम और सोडियम लवण प्रबल होते हैं।
• घनत्व कुछ प्रतिशत के भीतर थोड़ा भिन्न होता है।
• गहराई पर हाइड्रोजन सल्फाइड बना सकता है।

समुद्र के पानी का मुख्य घटक, चाहे वह कितना भी अनुमानित क्यों न हो, पानी है। लेकिन नदियों और झीलों के पानी के विपरीत, यह निहित एक बड़ी संख्या कीसोडियम और मैग्नीशियम क्लोराइड.

लवणता 3.5 पीपीएम अनुमानित है, लेकिन अधिक स्पष्ट होने के लिए - कुल संरचना के प्रतिशत के 3.5 हजारवें हिस्से पर।

और यह भी, सबसे प्रभावशाली आंकड़ा नहीं, न केवल एक विशिष्ट स्वाद के साथ पानी प्रदान करता है, बल्कि इसे पीने योग्य भी नहीं बनाता है। कोई पूर्ण मतभेद नहीं हैं, समुद्र का पानी जहरीला या नहीं है जहरीला पदार्थऔर एक दो घूंट से कुछ भी बुरा नहीं होगा। परिणामों के बारे में बात करना संभव होगा यदि कोई व्यक्ति कम से कम पूरे दिन हो इसके अलावा, समुद्र के पानी की संरचना में शामिल हैं:

1. फ्लोरीन।
2. ब्रोमीन।
3. कैल्शियम।
4. पोटैशियम।
5. क्लोरीन।
6. सल्फेट्स।
7. सोना।

सच है, प्रतिशत के संदर्भ में, ये सभी तत्व लवण से बहुत कम हैं।

आप समुद्र का पानी क्यों नहीं पी सकते?

हम पहले ही इस विषय पर संक्षेप में बात कर चुके हैं, आइए इसे थोड़ा और विस्तार से देखें। के साथ साथ समुद्र का पानीदो आयन शरीर में प्रवेश करते हैं - मैग्नीशियम और सोडियम।

सोडियम	मैगनीशियम
पोटेशियम के साथ मुख्य आयनों में से एक, पानी-नमक संतुलन बनाए रखने में भाग लेता है।	मुख्य प्रभाव केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर पड़ता है।
संख्या में वृद्धि के साथ नारक्त में, कोशिकाओं से द्रव निकलता है।	बहुत धीरे-धीरे शरीर से बाहर निकल जाता है।
सभी जैविक और जैव रासायनिक प्रक्रियाएं बाधित होती हैं।	शरीर में इसकी अधिकता दस्त का कारण बनती है, जो निर्जलीकरण को बढ़ाती है।
मानव गुर्दे शरीर में इतने नमक का सामना करने में सक्षम नहीं होते हैं।	शायद तंत्रिका संबंधी विकारों का विकास, अपर्याप्त स्थिति।

यह नहीं कहा जा सकता है कि एक व्यक्ति को इन सभी पदार्थों की आवश्यकता नहीं है, लेकिन कुछ सीमाओं के भीतर हमेशा फिट रहने की आवश्यकता होती है। ऐसा कुछ लीटर पानी पीने के बाद आप उनकी सीमा से बहुत आगे निकल जाएंगे।

हालाँकि, आज समुद्र के पानी के उपयोग की तत्काल आवश्यकता केवल जलपोतों के पीड़ितों के बीच उत्पन्न हो सकती है।

समुद्र के पानी की लवणता क्या निर्धारित करती है?

थोड़ा ऊंचा आंकड़ा देख रहे हैं 3.5 पीपीएम , आप सोच सकते हैं कि यह हमारे ग्रह पर किसी भी समुद्री जल के लिए एक स्थिरांक है। लेकिन सब कुछ इतना सरल नहीं है, खारापन क्षेत्र पर निर्भर करता है। यह बस इतना हुआ कि यह क्षेत्र जितना अधिक उत्तर में स्थित है, यह मान उतना ही अधिक है।

इसके विपरीत, दक्षिण ऐसा दावा नहीं करता नमकीन समुद्रऔर महासागर। बेशक, सभी नियमों के अपने अपवाद हैं। समुद्रों में नमक का स्तर आमतौर पर महासागरों की तुलना में थोड़ा कम होता है।

सामान्य रूप से भौगोलिक विभाजन क्या है? यह ज्ञात नहीं है, शोधकर्ता इसे मान लेते हैं, सब कुछ है। शायद इसका जवाब हमारे ग्रह के विकास के पहले के दौर में खोजा जाना चाहिए। उस समय नहीं जब जीवन का जन्म हुआ - बहुत पहले।

हम पहले से ही जानते हैं कि पानी की लवणता किसकी उपस्थिति पर निर्भर करती है:

1. मैग्नीशियम क्लोराइड।
2. सोडियम क्लोराइड।
3. अन्य लवण।

शायद, पृथ्वी की पपड़ी के कुछ हिस्सों में, इन पदार्थों का जमाव पड़ोसी क्षेत्रों की तुलना में कुछ बड़ा था। दूसरी ओर, किसी ने रद्द नहीं किया समुद्री धाराएँ, जल्दी या बाद में समग्र स्तर को समतल करना पड़ा।

तो सबसे अधिक संभावना है कि मामूली अंतर के कारण है जलवायु संबंधी विशेषताएंहमारी पृथ्वी। सबसे निराधार राय नहीं, यदि आप ठंढों को याद करते हैं और विचार करते हैं कि वास्तव में क्या है पानी के साथ महान सामग्रीनमक अधिक धीरे-धीरे जमता है।

समुद्र के पानी का विलवणीकरण।

अलवणीकरण के बारे में, सभी ने कम से कम थोड़ा बहुत सुना है, कुछ ने तो अब फिल्म भी।" जलमय दुनिया'याद करना। हर घर में एक ऐसा पोर्टेबल डिस्टिलर लगाना और मानवता के लिए समस्या को हमेशा के लिए भूल जाना कितना यथार्थवादी है पेय जल? फिर भी कल्पना, वास्तविकता नहीं।

यह खर्च की गई ऊर्जा के बारे में है, क्योंकि के लिए प्रभावी कार्यबड़ी शक्ति की जरूरत है, कुछ कम नहीं परमाणु भट्टी. कजाकिस्तान में अलवणीकरण संयंत्र इसी सिद्धांत पर काम करता है। क्रीमिया में भी विचार प्रस्तुत किया गया था, लेकिन सेवस्तोपोल रिएक्टर की शक्ति ऐसे संस्करणों के लिए पर्याप्त नहीं थी।

आधी सदी पहले, कई से पहले परमाणु आपदाएँ, यह अभी भी माना जा सकता है कि एक शांतिपूर्ण परमाणु हर घर में प्रवेश करेगा। यहां तक ​​कि एक नारा भी था। लेकिन यह पहले से ही स्पष्ट है कि परमाणु सूक्ष्म रिएक्टरों का कोई उपयोग नहीं:

• घरेलू उपकरणों में।
• औद्योगिक उद्यमों में।
• कारों और विमानों के निर्माण में।
• और हां, शहर की सीमा के भीतर।

अगली शताब्दी में अपेक्षित नहीं। विज्ञान एक और छलांग लगा सकता है और हमें आश्चर्यचकित कर सकता है, लेकिन अभी तक ये लापरवाह रोमांटिक लोगों की कल्पनाएँ और आशाएँ हैं।

समुद्र का पानी कितने तापमान पर जम सकता है?

लेकिन चालू मुख्य प्रश्नअभी तक कोई प्रतिक्रिया नहीं हुई है। हम पहले ही जान चुके हैं कि नमक पानी के जमने को धीमा कर देता है, यह पता चला है कि समुद्र बर्फ की परत से ढंका होगा, शून्य पर नहीं, बल्कि उप-शून्य तापमान. लेकिन थर्मामीटर की रीडिंग माइनस में कितनी दूर होनी चाहिए ताकि तटीय क्षेत्रों के निवासी अपने घरों से बाहर निकलते समय सर्फ की सामान्य आवाज़ न सुनें?

इस मूल्य को निर्धारित करने के लिए, एक विशेष सूत्र है, जो केवल विशेषज्ञों के लिए जटिल और समझने योग्य है। यह मुख्य सूचक पर निर्भर करता है - लवणता का स्तर. लेकिन चूंकि हमारे पास इस सूचक के लिए औसत मूल्य है, क्या हम और औसत तापमानबर्फ़ीली खोज? हाँ यकीनन।

यदि आपको किसी विशेष क्षेत्र के लिए, सौवें भाग तक हर चीज की गणना करने की आवश्यकता नहीं है, तापमान -1.91 डिग्री पर याद रखें.

ऐसा लग सकता है कि अंतर इतना बड़ा नहीं है, केवल दो डिग्री का है। लेकिन मौसमी तापमान में उतार-चढ़ाव के दौरान, यह एक बड़ी भूमिका निभा सकता है जहां थर्मामीटर 0. से नीचे चला जाता है। यह केवल 2 डिग्री कूलर होगा, उसी अफ्रीका के निवासी या दक्षिण अमेरिकाकिनारे के पास बर्फ देख सकता था, और इसलिए - अफसोस। हालांकि, हमें नहीं लगता कि इस तरह के नुकसान से वे बहुत परेशान हैं।

महासागरों के बारे में कुछ शब्द।

और महासागरों, मीठे पानी के भंडार, प्रदूषण के स्तर के बारे में क्या? आइए जानने की कोशिश करते हैं:

1. महासागर अभी भी स्थिर हैं, उन्हें कुछ नहीं हुआ है। हाल के दशकों में, जल स्तर बढ़ रहा है। शायद यह एक चक्रीय घटना है, या शायद ग्लेशियर वास्तव में पिघल रहे हैं।
2. ताजा पानी भी पर्याप्त से अधिक है, इस बारे में घबराना जल्दबाजी होगी। यदि एक और विश्वव्यापी संघर्ष होता है, तो इस बार उपयोग करना परमाणु हथियार, शायद हम मैड मैक्स की तरह नमी बचाने के लिए प्रार्थना करेंगे।
3. अंतिम बिंदु संरक्षणवादियों का बहुत शौक है। और प्रायोजन हासिल करना इतना मुश्किल नहीं है, प्रतिस्पर्धी हमेशा ब्लैक पीआर के लिए भुगतान करेंगे, खासकर जब तेल कंपनियों की बात आती है। लेकिन यह वे हैं जो समुद्रों और महासागरों के पानी को मुख्य नुकसान पहुंचाते हैं। तेल उत्पादन और आपातकालीन स्थितियों को नियंत्रित करना हमेशा संभव नहीं होता है और इसके परिणाम हर बार विनाशकारी होते हैं।

लेकिन मानवता पर महासागरों का एक फायदा है। यह लगातार अद्यतन किया जाता है, और इसकी वास्तविक स्व-सफाई क्षमताओं का आकलन करना बहुत कठिन होता है। सबसे अधिक संभावना है, वह मानव सभ्यता को जीवित रखने और पूरी तरह से स्वीकार्य स्थिति में इसकी गिरावट देखने में सक्षम होगा। ठीक है, तब पानी को सभी "उपहारों" को साफ करने के लिए अरबों साल होंगे।

यह कल्पना करना और भी मुश्किल है कि किसको यह जानने की जरूरत है कि समुद्र का पानी किस तापमान पर जम जाता है। एक सामान्य शैक्षिक तथ्य, लेकिन व्यवहार में यह वास्तव में किसके लिए उपयोगी है, यह एक प्रश्न है।

वीडियो प्रयोग: समुद्र का पानी जम जाता है

समुद्र का पानी शून्य डिग्री से नीचे के तापमान पर जम जाता है। समुद्र के पानी की लवणता जितनी अधिक होगी, उसका हिमांक उतना ही कम होगा। इसे निम्न तालिका से देखा जा सकता है:

°/00 में लवणता	हिमांक बिन्दू (डिग्री में)	°/00 में लवणता	हिमांक बिन्दू (डिग्री में)
0 (ताजा पानी)	0	20	-1,1
2	-0,1	22	-1,2
4	-0,2	24	-1,3
6	-0,3	26	-1,4
8	-0,4	28	-1,5
10	-0,5	30	-1,6
12	-0,6	32	-1,7
14	-0,8	35	-1,9
16	-0,9	37	-2,0
18	-1,0	39	-2,1

यह तालिका दर्शाती है कि लवणता में 2°/00 की वृद्धि हिमांक बिंदु को लगभग एक डिग्री के दसवें हिस्से तक कम कर देती है।

35 ° / 00 की महासागरीय लवणता के साथ पानी को जमना शुरू करने के लिए, इसे शून्य से लगभग दो डिग्री नीचे ठंडा किया जाना चाहिए।

नदी के ताजे पानी पर गिरना, पिघलने वाले तापमान के साथ साधारण बर्फ, शून्यडिग्री पिघलने लगती है। यदि यह वही बर्फ -1 ° तापमान के साथ अपरिवर्तित समुद्री जल पर गिरती है, तो यह पिघलती नहीं है।

पानी की लवणता को जानकर आप ऊपर दी गई तालिका का उपयोग करके किसी भी समुद्र के हिमांक को निर्धारित कर सकते हैं।

पानी की लवणता आज़ोव का सागरसर्दियों में लगभग 12 ° / 00; परिणामस्वरूप, शून्य से नीचे 0°.6 के तापमान पर ही पानी जमना शुरू होता है।

खुले क्षेत्र में श्वेत सागरलवणता 25 ° / 00 तक पहुँच जाती है। इसका मतलब है कि जमने के लिए पानी को माइनस 1 °.4 से नीचे ठंडा होना चाहिए।

100 ° / 00 की लवणता वाला पानी (इस तरह की लवणता सिवाश में पाई जा सकती है, जिसे अरब स्पिट द्वारा आज़ोव के समुद्र से अलग किया गया है) माइनस 6 ° के तापमान पर जम जाएगा। जब इसका तापमान अच्छी तरह से गिर जाता है 10 डिग्री सेल्सियस से नीचे!

जब नमकीन समुद्र का पानी उचित हिमांक बिंदु तक ठंडा हो जाता है, तो उसमें प्राथमिक बर्फ के क्रिस्टल दिखाई देने लगते हैं, जो बहुत पतले हेक्सागोनल सुई जैसे प्रिज्म के आकार के होते हैं।

इसलिए, उन्हें आमतौर पर बर्फ की सुई कहा जाता है। नमक में बनने वाले प्राथमिक बर्फ के क्रिस्टल समुद्र का पानी, इसमें नमक नहीं होता है, यह घोल में रहता है, जिससे इसकी लवणता बढ़ जाती है। यह सत्यापित करना आसान है। बहुत पतली धुंध या ट्यूल के जाल के साथ बर्फ की सुइयों को इकट्ठा करने के बाद, आपको उन्हें कुल्ला करने की जरूरत है ताजा पानीनमक के पानी को धोने के लिए और फिर दूसरे कटोरे में पिघलाएं। ताजा पानी प्राप्त करें।

बर्फ, जैसा कि आप जानते हैं, पानी से हल्का होता है, इसलिए बर्फ की सुई तैरती है। पानी की सतह पर उनका संचय सदृश होता है उपस्थितिठंडे सूप पर वसा के धब्बे। इन संचयों को वसा कहा जाता है।

यदि ठंढ तेज हो जाती है और समुद्र की सतह जल्दी से गर्मी खो देती है, तो वसा जमने लगती है और शांत मौसम में एक समान, चिकनी, पारदर्शी बर्फ की परत दिखाई देती है, जो पोमर्स, हमारे निवासियों उत्तरी समुद्र तटनील कहलाते हैं। यह इतना शुद्ध और पारदर्शी है कि बर्फ से बनी झोपड़ियों में कांच के बजाय इसका इस्तेमाल किया जा सकता है (बेशक, अगर ऐसी झोपड़ी के अंदर कोई हीटिंग न हो)। नीलों को पिघलाओगे तो पानी खारा निकलेगा। सच है, इसकी लवणता उस पानी से कम होगी जिससे बर्फ की सुइयाँ बनी थीं।

अलग-अलग बर्फ की सुइयों में नमक नहीं होता है, और उनसे बनने वाली समुद्री बर्फ में नमक दिखाई देता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बेतरतीब ढंग से स्थित बर्फ की सुइयां, जमने वाली, नमकीन समुद्री पानी की सबसे छोटी बूंदों को पकड़ लेती हैं। इस प्रकार, समुद्री बर्फ में, नमक असमान रूप से - अलग-अलग समावेशन में वितरित किया जाता है।

खारापन समुद्री बर्फयह उस तापमान पर निर्भर करता है जिस पर इसका गठन किया गया था। हल्की ठंढ के साथ, बर्फ की सुइयां धीरे-धीरे जम जाती हैं और थोड़ा खारा पानी पकड़ लेती हैं। गंभीर ठंढ में, बर्फ की सुइयां बहुत तेजी से जमती हैं और बहुत सारे खारे पानी को पकड़ लेती हैं। ऐसे में समुद्री बर्फ ज्यादा नमकीन होगी।

जब समुद्री बर्फ पिघलना शुरू होती है, तो सबसे पहले नमक के मिश्रण को उसमें से पिघलाया जाता है। इसलिए, पुरानी, ​​​​बहुवर्षीय ध्रुवीय बर्फ, जो कई बार "उड़ गई" है, ताजा हो जाती है। ध्रुवीय जाड़े के निवासी आमतौर पर पीने के पानी के लिए बर्फ का उपयोग करते हैं, और जब यह उपलब्ध नहीं होता है, तो पुराने समुद्री बर्फ का उपयोग करते हैं।

यदि बर्फ के निर्माण के दौरान बर्फ गिर रही है, फिर यह, बिना पिघले, समुद्र के पानी की सतह पर रहता है, इसके साथ संतृप्त हो जाता है और जमने से बादल छाए रहते हैं, सफेद, अपारदर्शी असमान बर्फ - युवा। नील और किशोर दोनों हवा और उत्तेजना के साथ टुकड़ों में टूट जाते हैं, जो एक दूसरे से टकराते हुए, कोनों को गोल करते हैं और धीरे-धीरे गोल बर्फ के टुकड़ों - पेनकेक्स में बदल जाते हैं। जब उत्साह कम हो जाता है, पैनकेक जम जाते हैं, ठोस पैनकेक बर्फ बनाते हैं।

तट के पास, उथले पर, समुद्र का पानी तेजी से ठंडा होता है, इसलिए बर्फ खुले समुद्र की तुलना में पहले दिखाई देती है। आमतौर पर बर्फ किनारों तक जम जाती है, यह तेज बर्फ है। यदि ठंढ शांत मौसम के साथ होती है, तो तेज बर्फ तेजी से बढ़ती है, कभी-कभी कई दसियों किलोमीटर की चौड़ाई तक पहुंच जाती है। लेकिन तेज़ हवाएंऔर अशांति तेज बर्फ को तोड़ देती है। इससे फटे हुए हिस्से प्रवाह के साथ तैरते हैं, हवा से दूर हो जाते हैं। इस तरह तैरती हुई बर्फ बनती है। उनके आकार के आधार पर उनके अलग-अलग नाम हैं।

एक बर्फ क्षेत्र एक से अधिक वर्ग समुद्री मील के क्षेत्र के साथ तैरती हुई बर्फ को संदर्भित करता है।

एक बर्फ क्षेत्र के टुकड़ों को फ्लोटिंग आइस कहा जाता है जिसकी लंबाई एक से अधिक केबल लंबाई होती है।

मोटे तौर पर टूटी हुई बर्फ एक केबल की लंबाई से कम होती है, लेकिन एक केबल की लंबाई के दसवें हिस्से (18.5 मीटर) से अधिक होती है। बारीक टूटी हुई बर्फ एक केबल के दसवें हिस्से से अधिक नहीं होती है, और बर्फ के दलिया में छोटे टुकड़े होते हैं जो लहरों पर गिरते हैं।

धाराएं और हवाएं बर्फ के टुकड़ों को तेज बर्फ के खिलाफ या एक दूसरे के खिलाफ धकेल सकती हैं। एक दूसरे पर बर्फ के क्षेत्रों का दबाव तैरती बर्फ को कुचलने का कारण बनता है। यह आमतौर पर बारीक टूटी हुई बर्फ के ढेर बनाता है।

जब एक ही बर्फ तैरती है और इस स्थिति में आस-पास की बर्फ में जम जाती है, तो यह रोपक का निर्माण करती है। रोपाकी, बर्फ से ढका हुआ, एक विमान से खराब दिखाई देता है और लैंडिंग के दौरान आपदा का कारण बन सकता है।

अक्सर, बर्फ के क्षेत्रों के दबाव में, बर्फ के शाफ्ट बनते हैं - हम्मॉक्स। कभी-कभी हम्मॉक्स कई दसियों मीटर की ऊँचाई तक पहुँच जाते हैं। विशेष रूप से कुत्तों की टीमों के लिए हममॉक्ड बर्फ को पार करना मुश्किल है। शक्तिशाली आइसब्रेकर के लिए भी यह एक गंभीर बाधा है।

एक झूला का एक टुकड़ा जो पानी की सतह से ऊपर उठता है और हवा द्वारा आसानी से दूर ले जाया जाता है, निस्यक कहलाता है। Nesyak, फंसे हुए, को स्तमुख कहा जाता है।

अंटार्कटिका के आसपास और उत्तर में आर्कटिक महासागरबर्फ के पहाड़ हैं - हिमखंड। ये आमतौर पर महाद्वीपीय बर्फ के टुकड़े होते हैं।

अंटार्कटिका में, जैसा कि शोधकर्ताओं ने हाल ही में स्थापित किया है, महाद्वीपीय शेल्फ पर हिमखंड भी समुद्र में बनते हैं। हिमशैल का केवल एक हिस्सा पानी की सतह के ऊपर दिखाई देता है। इसका अधिकांश हिस्सा (लगभग 7/8) पानी के नीचे है। हिमशैल के पानी के नीचे वाले हिस्से का क्षेत्रफल हमेशा सतह से बहुत बड़ा होता है। इसलिए हिमखंड जहाजों के लिए खतरनाक होते हैं।

अब जहाज पर सटीक रेडियो उपकरणों के माध्यम से दूर और कोहरे में हिमखंडों का आसानी से पता लगाया जा सकता है। इससे पहले जहाजों के हिमखंडों से टकराने के मामले सामने आए थे। इसलिए, उदाहरण के लिए, 1912 में विशाल समुद्री यात्री स्टीमर टाइटैनिक की मृत्यु हो गई।

विश्व महासागर में जल चक्र

ध्रुवीय क्षेत्रों में, पानी ठंडा हो जाता है, सघन हो जाता है और नीचे तक डूब जाता है। वहां से यह धीरे-धीरे भूमध्य रेखा की ओर खिसकता है। इसलिए, सभी अक्षांशों पर गहरे पानी ठंडे होते हैं। भूमध्य रेखा पर भी, नीचे के पानी का तापमान शून्य से केवल 1-2 ° ऊपर होता है।

चूँकि धाराएँ भूमध्य रेखा से समशीतोष्ण अक्षांशों तक गर्म पानी ले जाती हैं, इसलिए यह गहराई से बहुत धीरे-धीरे अपने स्थान पर पहुँचती है। ठंडा पानी. सतह पर, यह फिर से गर्म हो जाता है, उपध्रुवीय क्षेत्रों में जाता है, जहां यह ठंडा हो जाता है, नीचे की ओर डूब जाता है और फिर से भूमध्य रेखा के नीचे चला जाता है।

इस प्रकार, महासागरों में एक प्रकार का जल चक्र होता है: सतह पर, पानी भूमध्य रेखा से उप-ध्रुवीय क्षेत्रों में और महासागरों के नीचे - उप-ध्रुवीय क्षेत्रों से भूमध्य रेखा तक जाता है। पानी के मिश्रण की यह प्रक्रिया, ऊपर वर्णित अन्य घटनाओं के साथ, महासागरों की एकता बनाती है।

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अगर आप गौर करें तो समुद्र में पानी जीरो डिग्री से काफी नीचे के तापमान पर जम जाता है। ऐसा क्यों हो रहा है? यह सब इसमें नमक की सघनता पर निर्भर करता है। यह जितना अधिक होता है, हिमांक उतना ही कम होता है। औसतन, पानी की लवणता में दो पीपीएम की वृद्धि इसके हिमांक को एक डिग्री के दसवें हिस्से तक कम कर देती है। तो अपने लिए तय करें कि परिवेश का तापमान क्या होना चाहिए ताकि समुद्र की सतह पर 35 पीपीएम की लवणता के साथ बर्फ की एक पतली परत बन जाए। यह शून्य से कम से कम दो डिग्री नीचे होना चाहिए।

आज़ोव का वही सागर, 12 पीपीएम की लवणता के साथ, शून्य से 0.6 डिग्री नीचे के तापमान पर जम जाता है। वहीं, इससे सटे सिवाश भी नहीं जमता है। बात यह है कि इसके पानी की लवणता 100 पीपीएम है, जिसका मतलब है कि यहां बर्फ के गठन के लिए कम से कम छह डिग्री ठंढ की जरूरत है। सफेद सागर की सतह के लिए, जहां पानी की लवणता का स्तर 25 पीपीएम तक पहुंच जाता है, बर्फ से ढके होने के लिए, तापमान शून्य से 1.4 डिग्री कम होना चाहिए।

सबसे आश्चर्य की बात यह है कि माइनस एक डिग्री तक ठंडे पानी में बर्फ नहीं पिघलती है। वह तब तक उसमें तैरता रहता है जब तक वह बर्फ के टुकड़े में नहीं बदल जाता। लेकिन ठंडे ताजे पानी में उतरकर वह तुरंत छिप जाता है।

समुद्र के पानी के जमने की प्रक्रिया की अपनी विशेषताएं हैं। प्रारंभ में, प्राथमिक बर्फ के क्रिस्टल बनने लगते हैं, जो अविश्वसनीय रूप से पतली पारदर्शी सुइयों के समान होते हैं। इनमें नमक नहीं होता है। यह क्रिस्टल से निचोड़ा जाता है और पानी में रहता है। यदि हम ऐसी सुइयों को इकट्ठा करके किसी प्रकार के बर्तन में पिघलाएं तो हमें ताजा पानी मिलेगा।

बर्फ की सुइयों का दलिया, एक विशाल चिकना स्थान के समान, समुद्र की सतह पर तैरता है। इसलिए इसका मूल नाम - सलो। तापमान में और कमी के साथ, वसा जम जाती है, जिससे एक चिकनी और पारदर्शी बर्फ की परत बनती है, जिसे निलास कहा जाता है। लार्ड के विपरीत, नील में नमक होता है। वह इसमें वसा जमने और सुइयों, समुद्र के पानी की बूंदों को पकड़ने की प्रक्रिया में दिखाई देती है। यह काफी अराजक प्रक्रिया है। यही कारण है कि समुद्री बर्फ में नमक असमान रूप से, एक नियम के रूप में, अलग-अलग समावेशन के रूप में वितरित किया जाता है।

वैज्ञानिकों ने पाया है कि समुद्री बर्फ में नमक की मात्रा आसपास की हवा के तापमान पर निर्भर करती है, जो इसके बनने के समय हुई थी। हल्की पाले के साथ नीलों के निर्माण की दर कम होती है, सुइयां समुद्र के पानी को कम ग्रहण करती हैं, इसलिए बर्फ की लवणता कम होती है। ठंड के मौसम में स्थिति ठीक इसके विपरीत होती है।

जब समुद्री बर्फ पिघलती है तो सबसे पहले जो चीज निकलती है वह है नमक। नतीजतन, यह धीरे-धीरे नीरस हो जाता है।

बच्चों के लिए बर्फ के प्रयोग हमेशा दिलचस्प होते हैं। व्लाद के साथ प्रयोग करते हुए, मैंने अपने लिए कई खोजें भी कीं।

आज हम निम्नलिखित सवालों के जवाब पाएंगे:

• जमने पर पानी कैसा व्यवहार करता है?
• यदि आप खारे पानी को फ्रीज करते हैं तो क्या होता है.
• कोट बर्फ गर्म करेगा?
• और कुछ अन्य...

बर्फ़ीला पानी

पानी जमने पर फैलता है। फोटो में एक गिलास जमे हुए पानी को दिखाया गया है। यह देखा जा सकता है कि बर्फ एक ट्यूबरकल में उग आया है। पानी समान रूप से नहीं जमता। सबसे पहले, कांच की दीवारों पर बर्फ दिखाई देती है, धीरे-धीरे पूरे बर्तन को भर देती है। पानी में, अणु बेतरतीब ढंग से चलते हैं, इसलिए यह उसी बर्तन का आकार ले लेता है जिसमें इसे डाला जाता है। दूसरी ओर, बर्फ में एक स्पष्ट क्रिस्टलीय संरचना होती है, जबकि बर्फ के अणुओं के बीच की दूरी पानी के अणुओं के बीच की दूरी से अधिक होती है, इसलिए बर्फ पर कब्जा कर लिया जाता है। और ज्यादा स्थानपानी की तुलना में, यानी यह फैलता है।

क्या खारा पानी जमता है?

पानी जितना अधिक खारा होगा, हिमांक उतना ही कम होगा। प्रयोग के लिए, हमने दो गिलास लिए - एक ताजे पानी में (अक्षर B से चिह्नित), दूसरे में बहुत नमकीन पानी (अक्षर B + C से चिह्नित)।

पूरी रात फ्रीजर में खड़े रहने के बाद भी खारा पानी नहीं जमता था बल्कि गिलास में बर्फ के क्रिस्टल बन जाते थे। ताजा पानी बर्फ में बदल गया। जब मैं कप और नमक के घोल में हेरफेर कर रहा था, व्लादिक ने अपना अनियोजित प्रयोग बनाया।

एक मग में पानी डाला वनस्पति तेलऔर चुपचाप फ्रीजर में रख दिया। अगले दिन, मैंने बर्फ का एक मग और मैला तेल तैरता हुआ पाया। हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि अलग-अलग तरल पदार्थों में अलग-अलग हिमांक तापमान होते हैं।

नमकीन पानीयह फ्रीजर में नहीं जमता, लेकिन अगर आप बर्फ पर नमक छिड़क दें तो क्या होगा? की जाँच करें।

बर्फ और नमक का अनुभव

दो आइस क्यूब लें। उनमें से एक को नमक के साथ छिड़कें, और दूसरे को तुलना के लिए छोड़ दें। नमक बर्फ को संक्षारित करता है, बर्फ घन में खांचे और मार्ग बनाता है। जैसा कि अपेक्षित था, नमक के साथ छिड़का हुआ आइस क्यूब बहुत तेजी से पिघल गया। इसीलिए सर्दियों में चौकीदार रास्तों पर नमक छिड़क देते हैं। यदि आप बर्फ पर नमक छिड़कते हैं, तो आप न केवल पिघलते हुए देख सकते हैं, बल्कि थोड़ा सा खींच भी सकते हैं!

हमने एक बड़ा icicle जम गया और इसे नमक के साथ छिड़क दिया, ब्रश ले लिया और पानी के रंग का पेंट और सौंदर्य बनाना शुरू किया सबसे बड़े बेटे ने ब्रश के साथ बर्फ पर पेंट लगाया, और छोटे ने अपने हाथों से पेंट किया।

हमारी अनुभवी रचनात्मकता पूरे परिवार को एकजुट करती है, इसलिए मकरुस्किन की कलम कैमरे के लेंस में समा गई!

मकर और व्लाद बहुत हैं हर कोई फ्रीज करना पसंद करता है . कभी-कभी फ्रीजर में पूरी तरह से अनपेक्षित वस्तुएं होती हैं।

मैंने बचपन से इस अनुभव को करने का सपना देखा था, लेकिन मेरी मां के पास फर कोट नहीं था, और बहुत कुछ मुझे फर कोट की जरूरत नहीं थी और न ही कोई विकल्प! मेरे प्यारे ने मुझे एक फर कोट खरीदा, और अब मैं आपके ध्यान में इस अद्भुत अनुभव को प्रस्तुत करता हूं। शुरुआत में, मुझे नहीं पता था कि आप फर कोट में आइसक्रीम लपेटने का फैसला कैसे कर सकते हैं, भले ही आप वास्तव में प्रयोग करना चाहते हों। और अगर प्रयोग विफल हो जाए तो बाद में कैसे धोना है। ओह, यह नहीं था! ..

मैंने आइसक्रीम को बैग में रखा :) मैंने इसे एक फर कोट में लपेटा और इंतजार किया। वाह, सब बढ़िया है! फर कोट बरकरार है, और आइसक्रीम इससे बहुत कम पिघली है नियंत्रण नमूनापास में बिना फर कोट के खड़ा है।

एक वयस्क होना, एक फर कोट होना और बच्चों के सभी प्रकार के प्रयोग करना कितना अच्छा है!

बच्चों को रंगना और सजाना बहुत पसंद होता है। और रंगीन बर्फ द्रव्यमान प्रदान करती है सकारात्मक भावनाएँऔर बच्चों को रचनात्मकता विकसित करने की अनुमति देता है। प्रयोग न केवल उज्ज्वल, सूचनात्मक हैं, बल्कि उपयोगी भी हैं। मैं आपको अब बच्चों के लिए और भी उज्ज्वल प्रयोगों के लिए व्यंजन विधि देता हूं। अपने घरेलू प्रयोगशाला के लिए प्रयोगों का एक उपयोगी संग्रह डाउनलोड करें - "पानी के साथ प्रयोग"। टिप्पणियों में प्रयोगों और इच्छाओं के बारे में अपनी प्रतिक्रिया लिखें: आप हमारी साइट के पन्नों पर क्या अनुभव देखना चाहेंगे। विज्ञान मजेदार है।

आपकी गैलिना कुजमीना

पानी किस तापमान पर जमता है? ऐसा प्रतीत होता है - सबसे सरल प्रश्न जिसका उत्तर एक बच्चा भी दे सकता है: सामान्य के तहत पानी का हिमांक वायु - दाब 760 mmHg पर शून्य डिग्री सेल्सियस है।

हालाँकि, पानी (हमारे ग्रह पर इसके अत्यधिक व्यापक वितरण के बावजूद) सबसे रहस्यमय और पूरी तरह से समझा जाने वाला पदार्थ नहीं है, इसलिए इस प्रश्न के उत्तर के लिए एक विस्तृत और तर्कपूर्ण बातचीत की आवश्यकता है।

• रूस और यूरोप में, तापमान सेल्सियस पैमाने पर मापा जाता है, जिसका उच्चतम मान 100 डिग्री है।
• अमेरिकी वैज्ञानिक फ़ारेनहाइट ने 180 डिवीजनों के साथ अपना पैमाना विकसित किया।
• तापमान माप की एक और इकाई है - केल्विन, जिसका नाम अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी थॉमसन के नाम पर रखा गया, जिन्होंने लॉर्ड केल्विन की उपाधि प्राप्त की।

राज्य और पानी के प्रकार

पृथ्वी ग्रह पर पानी एकत्रीकरण की तीन मुख्य अवस्थाएँ ले सकता है: तरल, ठोस और गैसीय, जो में परिवर्तित हो सकता है अलग - अलग रूप, एक साथ सह-अस्तित्व (समुद्र के पानी में हिमखंड, जल वाष्प और आकाश में बादलों में बर्फ के क्रिस्टल, ग्लेशियर और मुक्त बहने वाली नदियाँ)।

उत्पत्ति, उद्देश्य और संरचना की विशेषताओं के आधार पर, पानी हो सकता है:

• ताज़ा;
• खनिज;
• समुद्री;
• पीने (यहाँ हम नल का पानी शामिल करते हैं);
• बारिश;
• पिघलाया हुआ;
• खारा;
• संरचित;
• आसुत;
• विआयनीकृत।

हाइड्रोजन के समस्थानिकों की उपस्थिति से जल बनता है:

1. रोशनी;
2. भारी (ड्यूटेरियम);
3. अत्यधिक भारी (ट्रिटियम)।

हम सभी जानते हैं कि पानी नरम और कठोर हो सकता है: यह संकेतक मैग्नीशियम और कैल्शियम केशन की सामग्री से निर्धारित होता है।

हमारे द्वारा सूचीबद्ध पानी के प्रत्येक प्रकार और समग्र अवस्थाओं का अपना हिमांक और गलनांक होता है।

पानी का हिमांक

पानी क्यों जमता है? सादा पानीहमेशा खनिज या कार्बनिक मूल के कुछ निलंबित कण होते हैं। यह हो सकता है छोटे कणमिट्टी, रेत या घर की धूल।

जब तापमान पर्यावरणकुछ मूल्यों तक गिर जाता है, ये कण उन केंद्रों की भूमिका निभाते हैं जिनके चारों ओर बर्फ के क्रिस्टल बनने लगते हैं।

हवा के बुलबुले, साथ ही जिस बर्तन में पानी स्थित है, उसकी दीवारों पर दरारें और क्षति भी क्रिस्टलीकरण नाभिक बन सकती है। पानी के क्रिस्टलीकरण की दर काफी हद तक इन केंद्रों की संख्या से निर्धारित होती है: उनमें से जितना अधिक, उतनी ही तेजी से तरल जम जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में (सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर), तरल से ठोस अवस्था में पानी के चरण संक्रमण का तापमान 0 डिग्री सेल्सियस होता है। इसी तापमान पर सड़क पर पानी जम जाता है।

ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी तेजी से क्यों जमता है?

ठंडे पानी की तुलना में गर्म पानी तेजी से जमता है - इस घटना को तांगानिका के एक स्कूली छात्र एरास्टो मपेम्बा ने देखा था। आइसक्रीम बनाने के लिए द्रव्यमान के साथ उनके प्रयोगों से पता चला कि गर्म द्रव्यमान के ठंडे होने की तुलना में ठंड की दर बहुत अधिक है।

इसका एक कारण है दिलचस्प घटना, जिसे "एमपेम्बा विरोधाभास" कहा जाता है, एक गर्म तरल का एक उच्च ताप हस्तांतरण है, साथ ही इसमें ठंडे पानी की तुलना में बड़ी संख्या में क्रिस्टलीकरण नाभिक की उपस्थिति है।

क्या जल का हिमांक बिंदु और ऊंचाई संबंधित हैं?

दबाव में बदलाव के साथ, अक्सर अलग-अलग ऊंचाइयों पर होने के कारण, पानी का ठंडक बिंदु सामान्य परिस्थितियों की मानक विशेषता से मूल रूप से भिन्न होता है।
ऊँचाई पर पानी का क्रिस्टलीकरण निम्न तापमान मानों पर होता है:

• विरोधाभासी रूप से, 1000 मीटर की ऊँचाई पर, पानी 2 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है;
• 2000 मीटर की ऊंचाई पर, यह पहले से ही 4 डिग्री सेल्सियस पर होता है।

पहाड़ों में पानी का उच्चतम जमाव तापमान 5,000 हजार मीटर से अधिक की ऊंचाई पर देखा जाता है (उदाहरण के लिए, फान पर्वत या पामीर में)।

दबाव पानी के क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया को कैसे प्रभावित करता है?

आइए दबाव में परिवर्तन के साथ पानी के हिमांक में परिवर्तन की गतिशीलता को जोड़ने का प्रयास करें।

• 2 एटीएम के दबाव में पानी -2 डिग्री के तापमान पर जम जाएगा।
• 3 एटीएम के दबाव में -4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पानी जमने लगेगा।

पर उच्च रक्तचापपानी के क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया की शुरुआत का तापमान कम हो जाता है, और क्वथनांक बढ़ जाता है। कम दबाव पर, एक बिल्कुल विपरीत चित्र प्राप्त होता है।

यही कारण है कि ऊंचे पहाड़ों और दुर्लभ वातावरण में अंडे भी पकाना बहुत मुश्किल होता है, क्योंकि बर्तन में पानी पहले से ही 80 डिग्री पर उबलता है। यह स्पष्ट है कि इस तापमान पर खाना पकाना असंभव है।

पर उच्च दबावस्केट्स के ब्लेड के नीचे बर्फ के पिघलने की प्रक्रिया बहुत कम होती है कम तामपानआह, लेकिन यह उसके लिए धन्यवाद है कि स्केट्स बर्फीली सतह पर फिसलते हैं।

जैक लंदन की कहानियों में भारी भरकम स्लेजों के स्किड के जमने की व्याख्या इसी तरह से की गई है। भारी स्लेज जो बर्फ पर दबाव डालते हैं, उसे पिघला देते हैं। परिणामी पानी उनके फिसलने की सुविधा देता है। लेकिन जैसे ही स्लेड्स बंद हो जाते हैं और लंबे समय तक एक ही स्थान पर रहते हैं, विस्थापित पानी जम जाता है, सड़क पर फिसल जाता है।

जलीय घोल का क्रिस्टलीकरण तापमान

एक उत्कृष्ट विलायक होने के नाते, पानी विभिन्न कार्बनिक पदार्थों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है अकार्बनिक पदार्थ, कभी-कभी अनपेक्षित रूप से एक द्रव्यमान बनाते हैं रासायनिक यौगिक. बेशक, उनमें से प्रत्येक अलग तापमान पर जम जाएगा। आइए इसे एक दृश्य सूची में रखें।

• अल्कोहल और पानी के मिश्रण का हिमांक इसमें दोनों घटकों के प्रतिशत पर निर्भर करता है। कैसे और पानीसमाधान में जोड़ा गया, शून्य के करीब इसका ठंडक बिंदु। यदि घोल में अधिक अल्कोहल है, तो क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया -114 डिग्री के करीब मूल्यों पर शुरू होगी।

  यह जानना महत्वपूर्ण है कि जल-अल्कोहल विलयनों का कोई निश्चित हिमांक नहीं होता है। आमतौर पर वे क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया की शुरुआत के तापमान और ठोस अवस्था में अंतिम संक्रमण के तापमान के बारे में बात करते हैं।

  पहले क्रिस्टल के निर्माण की शुरुआत और शराब के घोल के पूर्ण जमने के बीच 7 डिग्री का तापमान अंतराल होता है। तो, शराब के साथ पानी का हिमांक 40% एकाग्रता पर आरंभिक चरण-22.5 डिग्री है, और ठोस चरण के समाधान का अंतिम संक्रमण -29.5 डिग्री पर होगा।

नमक के साथ पानी का हिमांक इसकी लवणता की डिग्री से निकटता से संबंधित है: घोल में जितना अधिक नमक होगा, पारा स्तंभ की स्थिति उतनी ही कम होगी।

पानी की लवणता को मापने के लिए एक विशेष इकाई का उपयोग किया जाता है - "पीपीएम"। इसलिए, हमने पाया है कि नमक की सघनता बढ़ने के साथ पानी का हिमांक कम हो जाता है। आइए इसे एक उदाहरण से समझाते हैं:

समुद्र के पानी का लवणता स्तर 35 पीपीएम है, जबकि इसके जमने का औसत मान 1.9 डिग्री है। काला सागर के पानी की लवणता की डिग्री 18-20 पीपीएम है, इसलिए वे अधिक जम जाते हैं उच्च तापमान-0.9 से -1.1 डिग्री सेल्सियस की सीमा के साथ।

• चीनी के साथ पानी का हिमांक (ऐसे घोल के लिए जिसकी मोललता 0.8 है) -1.6 डिग्री है।
• अशुद्धियों वाले पानी का हिमांक काफी हद तक उनकी मात्रा और जलीय घोल बनाने वाली अशुद्धियों की प्रकृति पर निर्भर करता है।
• ग्लिसरीन के साथ पानी का हिमांक समाधान की एकाग्रता पर निर्भर करता है। 80 मिली ग्लिसरीन वाला घोल -20 डिग्री पर जम जाएगा, जब ग्लिसरॉल की मात्रा 60 मिली तक कम हो जाती है, तो क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया -34 डिग्री पर शुरू हो जाएगी, और 20% घोल के जमने की शुरुआत माइनस पांच डिग्री होगी। जैसा कि आप देख सकते हैं, इस मामले में कोई रैखिक संबंध नहीं है। ग्लिसरीन के 10% घोल को जमने के लिए -2 डिग्री का तापमान पर्याप्त होगा।
• सोडा (मतलब कास्टिक क्षार या कास्टिक सोडा) के साथ पानी का हिमांक और भी अधिक होता है रहस्यमय तस्वीर: 44% कास्टिक घोल +7 डिग्री सेल्सियस पर और 80% + 130 पर जम जाता है।

ताजे पानी का जमना

मीठे पानी के जलाशयों में बर्फ बनने की प्रक्रिया थोड़ी अलग तापमान व्यवस्था में होती है।

• एक झील में पानी का हिमांक बिंदु, जैसे नदी में पानी का हिमांक, शून्य डिग्री सेल्सियस होता है। सबसे स्वच्छ नदियों और नालों का जमना सतह से नहीं, बल्कि नीचे से शुरू होता है, जिस पर नीचे की गाद के कणों के रूप में क्रिस्टलीकरण नाभिक होते हैं। सबसे पहले, स्नैग बर्फ की परत से ढके होते हैं और जलीय पौधों. जैसे ही नीचे की बर्फ सतह पर आती है, नदी तुरंत जम जाती है।
• बैकाल झील पर जमा हुआ पानी कभी-कभी नकारात्मक तापमान तक ठंडा हो सकता है। यह उथले पानी में ही होता है; इस मामले में पानी का तापमान हज़ारवां हो सकता है, और कभी-कभी शून्य से एक डिग्री नीचे का सौवां हिस्सा।
• एक नियम के रूप में, बर्फ की परत के नीचे बैकल पानी का तापमान +0.2 डिग्री से अधिक नहीं होता है। निचली परतों में, यह धीरे-धीरे गहरे बेसिन के तल पर +3.2 तक बढ़ जाता है।

आसुत जल का हिमांक

क्या आसुत जल जम जाता है? याद रखें कि पानी को जमने के लिए, इसमें कुछ क्रिस्टलीकरण केंद्रों का होना आवश्यक है, जो हवा के बुलबुले, निलंबित कण, साथ ही उस कंटेनर की दीवारों को नुकसान पहुंचा सकते हैं जिसमें यह स्थित है।

आसुत जल, पूरी तरह से किसी भी अशुद्धियों से रहित, क्रिस्टलीकरण नाभिक नहीं होता है, और इसलिए इसकी ठंड बहुत कम तापमान पर शुरू होती है। आसुत जल का प्रारंभिक हिमांक -42 डिग्री है। वैज्ञानिक आसुत जल को -70 डिग्री तक सुपरकूलिंग करने में कामयाब रहे।

पानी जो बहुत कम तापमान के संपर्क में है लेकिन क्रिस्टलीकृत नहीं हुआ है उसे "सुपरकूल्ड" कहा जाता है। आप फ्रीजर में आसुत जल की एक बोतल रख सकते हैं, हाइपोथर्मिया प्राप्त कर सकते हैं, और फिर एक बहुत प्रभावी चाल प्रदर्शित कर सकते हैं - वीडियो देखें:

रेफ्रिजरेटर से निकाली गई बोतल पर धीरे से टैप करके, या उसमें बर्फ का एक छोटा टुकड़ा फेंक कर, आप दिखा सकते हैं कि यह कैसे तुरंत बर्फ में बदल जाता है, जो लम्बी क्रिस्टल की तरह दिखता है।

आसुत जल: यह शुद्ध पदार्थ दबाव में जमता है या नहीं? ऐसी प्रक्रिया केवल विशेष रूप से निर्मित प्रयोगशाला स्थितियों में ही संभव है।

खारे पानी का हिमांक