જ્યારે પણ આપણે પાણીમાં લોખંડ અને પથ્થર જેવી કોઈ ભારે વસ્તુઓ મુકીએ છીએ, ત્યારે તે ડૂબી જાય છે. આ દરેક વસ્તુ સાથે થાય છે જે નક્કર છે. પરંતુ તમે નોંધ્યું હશે કે આ બરફ સાથે થતું નથી. બરફ ગમે તેટલો ભારે હોય, તે પાણી પર ડૂબવાને બદલે તરતો રહે છે. પરંતુ શું તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે કે આવું કેમ થાય છે?
આખરે કંઈક પાણી પર કેવી રીતે તરતું રહે છે?
પ્રથમ તે સમજવું અગત્યનું છે કે કઈ પણ વસ્તુ પાણી પર તરે છે. ખરેખર, પાણી પર કોઈ પણ વસ્તુનું તરવું તેની ઘનતા પર આધાર રાખે છે. આનો અર્થ એ છે કે જે વસ્તુની ઘનતા પાણી કરતા વધારે છે, તે વસ્તુ પાણીમાં ડૂબી જશે. જો કોઈ વસ્તુ તેની ઘનતા કરતાં વધુ પાણી દૂર કરી શકે, તો તે તરશે.
હવે કોઈપણ નક્કર પદાર્થમાં કોઈપણ પ્રવાહી કરતાં વધુ અણુ હોય છે. આ પરમાણુઓ એકબીજાની ખૂબ નજીક છે, જેના કારણે તે ખૂબ સખત બને છે. વળી, વજન પણ વધે છે. આવી સ્થિતિમાં ઘન પદાર્થની ઘનતા પાણી કરતા વધારે હોય છે અને તે પાણીમાં ડૂબી જાય છે.
તો પછી બરફ કેવી રીતે તરે છે?
હવે પ્રશ્ન એ છે કે બરફ પણ ભારે છે, તો તે પાણી પર કેવી રીતે તરે છે? ખરેખર, જ્યારે પણ પ્રવાહી ઘનમાં ફેરવાય છે, ત્યારે તેનું પ્રમાણ ઘટે છે અને તે ભારે બને છે. પણ, ઘટતા તાપમાન સાથે તેની ઘનતા ઘટે છે.
આ જ કારણ છે કે જ્યારે બરફ થીજી જાય છે ત્યારે તેની ઘનતા પાણી કરતા ઘણી ઓછી હોય છે. તેની ઓછી ઘનતાને કારણે, બરફ પાણી પર તરે છે. જો વૈજ્ઞાનિક ભાષામાં સમજાય તો, બાકીના પદાર્થોમાંથી પાણીને અલગ કરવાનું કારણ તેનું હાઇડ્રોજન બંધન છે.
પાણીના અણુઓ હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા છે. આમાં, હાઇડ્રોજનના બે હકારાત્મક ચાર્જ છે અને ઓક્સિજનનો એક નકારાત્મક ચાર્જ છે. જ્યારે પાણી ઠંડુ થાય છે અને નક્કર થવા લાગે છે, ત્યારે તેમાં રહેલા હાઇડ્રોજન આયનો ઓક્સિજન આયનોને દૂર રાખવા માટે તેમની ખાસ સ્થિતિ બનાવે છે, જેથી પરમાણુઓ પૂરતા નજીક ન આવે અને તેમની ઘનતા વધતી નથી.
આનો અર્થ એ છે કે તાપમાનમાં ઘટાડો સાથે પાણીની ઘનતા ઘટે છે. જેના કારણે બરફ પાણી કરતા ઓછો ઘટ્ટ બને છે. અમે તમને જણાવી દઈએ કે બરફની ઘનતા પાણી કરતા લગભગ 9 ટકા ઓછી છે.
