क्या होता है जब आप एक कंटेनर में पानी को फ्रीज करते हैं तो पानी मजबूत हो सकता है बर्फ में विस्तार नहीं कर सकता?

क्या होता है जब आप एक कंटेनर में पानी को फ्रीज करते हैं तो पानी मजबूत हो सकता है बर्फ में विस्तार नहीं कर सकता?

कुछ पाठक एक विज्ञान वर्ग को याद कर सकते हैं जिसमें एक उत्साही शिक्षक कक्षा के मोर्चे पर एक छोटे, क्रैक किए गए स्टील कंटेनर को दिखाने के लिए चला गया, जो कि अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली, लेकिन छोटे बल से क्षतिग्रस्त हो गया; केवल शिक्षक के लिए यह प्रकट करने के लिए कि पानी से ज्यादा कुछ भी नुकसान नहीं हुआ था। हालांकि, क्या होगा यदि आप एक कंटेनर में पानी डालते हैं तो यह टूट नहीं सकता है और फिर इसे ठंडा कर सकता है?

संक्षिप्त जवाब यह है कि पानी अभी भी बर्फ में बदल जाता है; हालांकि, अगर यह वास्तव में कंटेनर के बंधनों को तोड़ नहीं सकता है, तो यह अंदर फंस गया है, यह देखने के लिए उपयोग किए जाने से बहुत अलग बर्फ में बदल जाता है।

वर्तमान में हम पानी, उर्फ ​​बर्फ के 15 अलग-अलग "ठोस चरणों" के बारे में जानते हैं, प्रत्येक प्रकार अलग घनत्व और आंतरिक संरचना के कारण अलग-अलग होते हैं। जिस रूप में आप सबसे ज्यादा परिचित हैं वह हेक्सागोनल आइस है जो तब होता है जब पानी नियमित रूप से नियमित परिस्थितियों में जम जाता है। यदि आप हेक्सागोनल बर्फ के तापमान को कम करते रहते हैं, तो यह अंततः घन बर्फ बन जाता है; तापमान और दबाव को आगे बढ़ाएं और आप आइस एक्सवी तक सभी तरह से आइस II, आइस III बना सकते हैं।

इस तरह के उच्च / निम्न दबाव और तापमान के उत्पादन की अंतर्निहित कठिनाई के कारण, हाल ही में 200 9 तक बर्फ के हर ज्ञात रूप को पूरी तरह से दस्तावेज करने के लिए विज्ञान ने इसे लिया है। ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के रसायन विभाग में शोधकर्ताओं के एक समूह ने बर्फ के अंतिम रूपों का बहुमत खोज लिया था, जो पहली बार बर्फ XII, XIV और XV बनाने में सक्षम थे।

आइस एक्सवी के मामले में, इसे पृथ्वी के अपने वायुमंडल की तुलना में 10,000 गुना अधिक दबाव डालने से पहले बर्फ VI को लेने और तापमान को 143 डिग्री सेल्सियस तक कम करने में शामिल किया गया। बर्फ का यह अंतिम रूप, और पानी के विस्तार के रूप में, अभी भी ऑक्सफोर्ड में दिमागों को आश्चर्यचकित करने में कामयाब रहा, जब उनकी सभी उम्मीदों के मुकाबले, यह पूरी तरह से एंटीफ्रूइलेक्ट्रिक साबित हुआ, जो कि किसी भी तरह का प्रभार संभालने में असमर्थ था।

लेकिन सबसे सरल अर्थ में, बर्फ के विभिन्न रूपों को दबाव और तापमान दोनों के अलग-अलग संयोजन के माध्यम से बनाया जाता है, जिसमें सटीक संयोजन पानी के चरण आरेख पर त्वरित रूप से देखकर पाया जा सकता है। हालांकि, वैज्ञानिक विभिन्न तरीकों से कृत्रिम रूप से अपने पक्ष में तराजू को टिप सकते हैं। उदाहरण के लिए, आइस XIII और XIV बनाने के दौरान, डॉ क्रिस्टोफ साल्ज़मान और ऑक्सफोर्ड में उनकी टीम ने बर्फ बनाने के लिए आवश्यक तापमान को बदलने के लिए हाइड्रोक्लोरिक एसिड के सावधानीपूर्वक उपाय किए।

यदि उपरोक्त चीजों की योजना में उपरोक्त सरल लगता है, ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रोफेसर जॉन फिने (जो कि 1 99 6 में आईस XII की खोज और निर्माण करने वाली टीम का हिस्सा था) के अन्य वैज्ञानिक थे, इस बारे में पूछे जाने पर टिप्पणी करते हुए टिप्पणी करते थे कि साल्ज़मान की टीम ने कुछ सालों में ऐसा किया था जो अन्य शोधकर्ता 40 में नहीं कर सके।

हाथ पर सवाल पर वापस, नियमित बर्फ, या कम से कम जिस संस्करण से आप परिचित थे, हमने आपको 14 अन्य प्रकार के बारे में बताया था, जब यह जम जाता है और फैलता है तो भारी मात्रा में बल लागू करने में सक्षम होता है। यह पानी की एक बहुत ही अनूठी विशेषता के कारण है, मुख्य रूप से यह तरल के रूप में ठोस के रूप में कम घना होता है। यह घनत्व असमानता इस बात के कारण है कि पानी के अणु ठंड पर प्रतिक्रिया कैसे करते हैं; पानी के अणु एक कठोर हेक्सागोनल संरचना में एक साथ जुड़ते हैं जो पानी को तरल होने पर परमाणुओं के बीच एक छोटा सा, लेकिन फिर भी महत्वपूर्ण अंतर छोड़ देता है। उत्सुकता के लिए, पानी 4 डिग्री सेल्सियस पर अपने घने बिंदु तक पहुंचता है; कोई कूलर या गर्म और यह विस्तार करना शुरू होता है।

तो बर्फ कितना बल लगाने में सक्षम है? खैर, लोग लंबे समय से इसे काम करने की कोशिश कर रहे हैं। 1784 और 1785 में, एक मेजर एडवर्ड विलियम्स ने क्यूबेक में मौसम का लाभ उठाया और बार-बार कोशिश की और बर्फ रखने की विधि खोजने में असफल रहा। विलियम्स ने पहली बार तोपखाने के गोले के अंदर पानी को सील करने की कोशिश की, जिसमें कच्चे लोहे के प्लग 475 फीट प्रति घंटे आश्चर्यजनक 20 फीट पर लॉन्च किए गए थे जब दबाव बहुत बढ़िया हो गया था। अनपेक्षित, विलियम्स ने हुक का उपयोग करके प्लग को एंकर करने के लिए लिया, केवल गोले के लिए दो में विभाजित किया गया।

एक और प्रयोग में, एक इंच मोटी कास्ट आयरन से बने तोपों को भरने के लिए केवल एक ही प्रयास किया गया था जब पानी जमे हुए थे। बाद में फ्लोरेंस में शिक्षाविदों ने पानी के साथ एक इंच मोटी पीतल से बने गेंद को भरने की कोशिश की, इसके लिए केवल जमे हुए होने पर क्रैक करने के लिए। बाद में उन्होंने यह काम किया कि बल को 27,720 पाउंड में इतनी घड़ी की आवश्यकता है।

एक अधिक सटीक उत्तर के लिए, आपको एक बार फिर से पानी चरण आरेख वापस जाना होगा, जो दिखाता है कि दबाव 300 मेगा पास्कल तक पहुंचता है, जो बर्फ प्रति वर्ग इंच 43,511.31 पाउंड बल तक पहुंचता है। दूसरे शब्दों में, यह उस दबाव की मात्रा है जो एक कंटेनर को नियमित बर्फ में पानी को रोकने के लिए जीवित रहने में सक्षम होने की आवश्यकता होगी, इसके बजाय इसे आइस II में बदलना पड़ता है।

तो, प्रारंभिक प्रश्न का उत्तर देने के लिए, यदि आप एक कंटेनर के अंदर पानी को इतनी मजबूत कर देते हैं कि यह बर्फ में नहीं जा सका, तो यह वैज्ञानिक वर्गीकरण और इसकी आंतरिक संरचना के संदर्भ में बर्फ में बदल जाएगा, बस थोड़ा अलग प्रकार का बर्फ। विज्ञान!

बोनस तथ्य:

  • यह सिद्धांत है कि 1.55-5.62 टेरापास्कल्स बर्फ के बीच कहीं भी दबाव में धातु बन जाएगा।

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