পোলার বরফের ব্লক এবং আইসবার্গগুলি সাগরে ভেসে যায় এবং এমনকি পানীয়তেও বরফ কখনও নীচে তলিয়ে যায় না। এটা উপসংহার করা যেতে পারে যে বরফ পানিতে ডুবে না। কেন? আপনি যদি এটি সম্পর্কে চিন্তা করেন তবে এই প্রশ্নটি কিছুটা অদ্ভুত বলে মনে হতে পারে, কারণ বরফ কঠিন এবং - স্বজ্ঞাতভাবে - তরলের চেয়ে ভারী হওয়া উচিত। যদিও এই বিবৃতিটি বেশিরভাগ পদার্থের জন্য সত্য, জল নিয়মের ব্যতিক্রম। জল এবং বরফকে হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা আলাদা করা হয়, যা বরফকে তরল অবস্থায় থাকার চেয়ে কঠিন অবস্থায় হালকা করে।
বৈজ্ঞানিক প্রশ্নঃ কেন বরফ পানিতে ডুবে না
আসুন কল্পনা করি যে আমরা ৩য় শ্রেণীতে "দ্য ওয়ার্ল্ড অ্যারাউন্ড" নামক একটি পাঠে আছি। "কেন বরফ পানিতে ডুবে না?" শিক্ষক বাচ্চাদের জিজ্ঞেস করেন। এবং বাচ্চারা, পদার্থবিজ্ঞানে গভীর জ্ঞান না থাকায়, যুক্তি করতে শুরু করে। "সম্ভবত এটা জাদু?" একজন শিশু বলেছেন।
আসলে, বরফ অত্যন্ত অস্বাভাবিক। কার্যত অন্য কোন প্রাকৃতিক পদার্থ নেই যা কঠিন অবস্থায় তরলের পৃষ্ঠে ভাসতে পারে। এটি এমন একটি বৈশিষ্ট্য যা জলকে এমন একটি অস্বাভাবিক পদার্থ করে তোলে এবং সত্যি বলতে কি, এটিই গ্রহের বিবর্তনের পথ পরিবর্তন করে৷
এমন কিছু গ্রহ রয়েছে যেখানে প্রচুর পরিমাণে তরল হাইড্রোকার্বন রয়েছে যেমন অ্যামোনিয়া - তবে, হিমায়িত হলে, এই উপাদানটি নীচে ডুবে যায়। যে কারণে বরফ পানিতে ডুবে না তা হলো পানি যখন জমাট বাঁধে তখন তা প্রসারিত হয় এবং এর সাথে সাথে এর ঘনত্বও কমে যায়। মজার বিষয় হল, বরফের প্রসারণ শিলা ভেঙ্গে ফেলতে পারে - জলের হিমবাহের প্রক্রিয়াটি এতটাই অস্বাভাবিক৷
বৈজ্ঞানিকভাবে বলতে গেলে, হিমায়িত প্রক্রিয়া দ্রুত আবহাওয়া চক্র সেট করে এবং পৃষ্ঠের উপর নির্গত কিছু রাসায়নিক খনিজ দ্রবীভূত করতে পারে। সাধারণভাবে, পানি জমার সাথে সম্পর্কিত প্রক্রিয়া এবং সম্ভাবনা রয়েছে যা অন্যান্য তরলের ভৌত বৈশিষ্ট্য বোঝায় না।
বরফ ও পানির ঘনত্ব
তাহলে কেন বরফ পানিতে ডুবে না কিন্তু পৃষ্ঠে ভাসে তার উত্তর হল যে এর ঘনত্ব তরলের চেয়ে কম - তবে এটি প্রথম স্তরের উত্তর। আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, আপনাকে জানতে হবে কেন বরফের ঘনত্ব কম, কেন জিনিসগুলি প্রথমে ভাসে, কীভাবে ঘনত্ব ভাসমান হয়।
গ্রীক প্রতিভা আর্কিমিডিসের কথা স্মরণ করুন, যিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে একটি নির্দিষ্ট বস্তুকে পানিতে নিমজ্জিত করার পরে, নিমজ্জিত বস্তুর আয়তনের সমান একটি সংখ্যা দ্বারা পানির আয়তন বৃদ্ধি পায়। অন্য কথায়, আপনি যদি পানির উপরিভাগে একটি গভীর থালা স্থাপন করেন এবং তারপরে একটি ভারী বস্তু রাখেন, তাহলে থালাটিতে যে পানি ঢালা হবে তা বস্তুটির আয়তনের ঠিক সমান হবে। বস্তুটি সম্পূর্ণরূপে নিমজ্জিত কিনা তা কোন ব্যাপার নাআংশিকভাবে।
জলের বৈশিষ্ট্য
জল একটি আশ্চর্যজনক পদার্থ যা মূলত পৃথিবীতে জীবনকে খাওয়ায়, কারণ প্রতিটি জীবন্ত প্রাণীর এটি প্রয়োজন। জলের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল এটির সর্বোচ্চ ঘনত্ব 4°C। সুতরাং, গরম জল বা বরফ ঠান্ডা জলের তুলনায় কম ঘন। কম ঘন পদার্থগুলি ঘন পদার্থের উপরে ভাসে।
উদাহরণস্বরূপ, সালাদ তৈরি করার সময়, আপনি লক্ষ্য করবেন যে তেলটি ভিনেগারের পৃষ্ঠে রয়েছে - এটির ঘনত্ব কম রয়েছে তা দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। একই আইনটি ব্যাখ্যা করার জন্যও বৈধ কেন বরফ পানিতে ডুবে না, কিন্তু পেট্রল এবং কেরোসিনে ডুবে যায়। এটা ঠিক যে এই দুটি পদার্থের ঘনত্ব বরফের চেয়ে কম। সুতরাং, যদি আপনি একটি স্ফীত বল পুকুরে নিক্ষেপ করেন তবে এটি পৃষ্ঠের উপর ভাসবে, কিন্তু আপনি যদি একটি পাথর জলে নিক্ষেপ করেন তবে এটি নীচে ডুবে যাবে৷
জমা জমলে পানির কী পরিবর্তন হয়
জলে বরফ না ডুবার কারণ হল হাইড্রোজেন বন্ধন যা জল জমে গেলে পরিবর্তিত হয়। আপনি জানেন যে, জল একটি অক্সিজেন পরমাণু এবং দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু নিয়ে গঠিত। তারা অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী যে সমযোজী বন্ধন দ্বারা সংযুক্ত করা হয়. যাইহোক, অন্য ধরনের বন্ধন যা বিভিন্ন অণুর মধ্যে গঠন করে, যাকে বলা হয় হাইড্রোজেন বন্ড, দুর্বল। এই বন্ধনগুলি তৈরি হয় কারণ ধনাত্মক চার্জযুক্ত হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি প্রতিবেশী জলের অণুগুলির নেতিবাচক চার্জযুক্ত অক্সিজেন পরমাণুর প্রতি আকৃষ্ট হয়৷
যখন জল উষ্ণ হয়, তখন অণুগুলি খুব সক্রিয় থাকে,অনেক সরানো, দ্রুত গঠন এবং অন্যান্য জল অণু সঙ্গে বন্ধন পচন. তাদের একে অপরের কাছে যাওয়ার এবং দ্রুত সরে যাওয়ার শক্তি রয়েছে। তাহলে বরফ পানিতে ডুবে না কেন? রসায়ন উত্তর লুকিয়ে রাখে।
বরফের ভৌত রসায়ন
জলের তাপমাত্রা ৪ ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে নেমে গেলে তরলের গতিশক্তি কমে যায়, ফলে অণুগুলো আর নড়াচড়া করে না। তাদের নড়াচড়া করার শক্তি নেই এবং উচ্চ তাপমাত্রায় বন্ধন ভাঙতে এবং গঠন করা সহজ। পরিবর্তে, তারা ষড়ভুজাকার জালি কাঠামো গঠনের জন্য অন্যান্য জলের অণুর সাথে আরও হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে৷
নেতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত অক্সিজেন অণুগুলিকে আলাদা রাখতে তারা এই কাঠামো তৈরি করে। অণুর ক্রিয়াকলাপের ফলে গঠিত ষড়ভুজগুলির মাঝখানে প্রচুর শূন্যতা রয়েছে।
বরফ পানিতে ডুবে যায় - কারণ
বরফ আসলে তরল জলের চেয়ে 9% কম ঘন। অতএব, বরফ জলের চেয়ে বেশি জায়গা নেয়। কার্যত, এটি বোধগম্য কারণ বরফ প্রসারিত হয়। এই কারণেই এটি একটি কাচের বোতল জল হিমায়িত করার সুপারিশ করা হয় না - হিমায়িত জল এমনকি কংক্রিটে বড় ফাটল তৈরি করতে পারে। আপনার যদি এক লিটার বরফের বোতল এবং এক লিটার পানির বোতল থাকে, তাহলে বরফের পানির বোতল সহজ হবে। পদার্থটি যখন তরল অবস্থায় থাকে তার চেয়ে এই সময়ে অণুগুলি দূরে থাকে। তাই বরফ পানিতে ডুবে না।
যখন বরফ গলে যায়স্থিতিশীল স্ফটিক কাঠামো ভেঙে যায় এবং ঘন হয়ে যায়। যখন জল 4°C পর্যন্ত উষ্ণ হয়, তখন এটি শক্তি অর্জন করে এবং অণুগুলি দ্রুত এবং আরও দূরে সরে যায়। এই কারণেই গরম জল ঠান্ডা জলের চেয়ে বেশি জায়গা নেয় এবং ঠান্ডা জলের উপরে ভাসতে থাকে - এর ঘনত্ব কম। মনে রাখবেন, আপনি যখন হ্রদে থাকেন, সাঁতার কাটার সময়, জলের উপরের স্তরটি সর্বদা সুন্দর এবং উষ্ণ থাকে, কিন্তু যখন আপনি আপনার পা নামিয়ে রাখেন, তখন আপনি নীচের স্তরটির শীতলতা অনুভব করেন৷
গ্রহের কাজকর্মে জল জমা করার প্রক্রিয়ার তাৎপর্য
যদিও প্রশ্ন "কেন বরফ পানিতে ডুবে না?" গ্রেড 3 এর জন্য, এই প্রক্রিয়াটি কেন ঘটছে এবং গ্রহের জন্য এর অর্থ কী তা বোঝা খুব গুরুত্বপূর্ণ। সুতরাং, বরফের উচ্ছ্বাস পৃথিবীর জীবনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। শীতকালে ঠান্ডা জায়গায় হ্রদ জমে যায় - এটি মাছ এবং অন্যান্য জলজ প্রাণীদের বরফের নীচে বেঁচে থাকতে দেয়। যদি তলদেশ হিমায়িত হয়, তাহলে পুরো হ্রদটি হিমায়িত হওয়ার একটি উচ্চ সম্ভাবনা রয়েছে।
এমন পরিস্থিতিতে, একটি জীবও বেঁচে থাকত না।
যদি বরফের ঘনত্ব পানির ঘনত্বের চেয়ে বেশি হতো, তাহলে মহাসাগরগুলো বরফে ডুবে যেত, এবং বরফের ঢিপগুলো নিচের অংশে কাউকে থাকতে দেবে না। সমুদ্রের তলদেশ বরফে পূর্ণ হবে - এবং এটি কী পরিণত হবে? অন্যান্য জিনিসের মধ্যে, মেরু বরফ গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি আলোকে প্রতিফলিত করে এবং পৃথিবীকে খুব গরম হওয়া থেকে রক্ষা করে।
