कुतूहल : बर्फ पाण्यावर का तरंगतो?

तुम्ही हे पाहिलंच असेल की घट्ट तुपाला उष्णता दिली की ते पातळ होतं, पसरतं आणि थंड झालं की पुन्हा घट्ट होतं. सामान्यपणे पदार्थाला उष्णता दिली की त्याचे कण एकमेकांपासून दूर जातात (घनता कमी होते.) आणि पदार्थातील उष्णता काढून घेतली की त्यातले कण जवळ येतात (घनता वाढते).

पाण्याचंही तापमान कमी कमी होत गेलं की, त्याचे रेणू एकमेकांजवळ येऊ लागतात. पण हे फक्त ४ अंश सेल्सिअसपर्यंतच चालतं. पाण्याचं तापमान ४ अंश सेल्सिअसपेक्षा कमी व्हायला लागलं की पाणी विचित्रच वागू लागतं! पाण्याचे रेणू एकमेकांजवळ येण्याऐवजी एकमेकांपासून दूर जाऊ लागतात. पाण्याच्या या विलक्षण गुणधर्माला ‘पाण्याचं असंगत आचरण’ असं म्हणतात.

पाण्याचं तापमान ४ अंश सेल्सिअसपेक्षा कमी व्हायला लागलं की, पाण्याचे रेणू सुंदर षटकोनी जाळीदार रचनेत रचले जातात. या रचनेत रेणू एकमेकांपासून थोडे दूर जातात. दाटीवाटीने उभ्या असलेल्या मुलांना, एका हाताचे अंतर ठेवून उभे राहा म्हटल्यावर आपसूकच सारी मुलं एकमेकांपासून दूर जात, एक शिस्तबद्ध रचना तयार होते. तसंच, शून्य अंश सेल्सिअसला हे रेणू, एकमेकांपासून थोडे दूर सरकत, बर्फाच्या रूपात घट्ट होतात. त्यामुळे आधीच्या पाण्याने व्यापलेल्या जागेपेक्षा तेवढ्याच पाण्याचा बर्फ जरा जास्तच जागा व्यापतो. त्यामुळे काठोकाठ पाण्याने भरलेली बाटली फ्रीजरमध्ये ठेवली की तयार झालेला बर्फ बाटलीच्या बाहेर येतो, हे तुम्ही अनुभवलं असेलच.

बर्फ दिसायला घट्ट असला तरी त्याच्या आत सूक्ष्म मोकळी जागा जास्त असते. रचना घट्ट पण मध्ये पोकळपणा जास्त! पाण्यापेक्षा बर्फ हलका होतो आणि म्हणूनच तो पाण्यापेक्षा घट्ट असला तरी पाण्यावर तरंगतो. बर्फाळ प्रदेशात वरून जरी जमिनीवर पांढरा बर्फ दिसत असला तरी तो पाण्यावर तरंगता असू शकतो. अशा ठिकाणी पाऊल टाकताना सावध न राहिल्यास पाय बर्फातून पटकन त्याखाली असलेल्या पाण्यात जाऊ शकतो.

जर बर्फ पाण्यात बुडला असता, तर बर्फाळ प्रदेशांत हिवाळ्यात तलाव, नद्यांमधील सगळंच पाणी गोठून गेलं असतं आणि त्यातल्या जलचरांचं आयुष्य संकटात आलं असतं. पण असं होत नाही. पाण्यावर तरंगणाऱ्या बर्फाखालच्या पाण्यात मासे व इतर जलचर सुरक्षित राहू शकतात.

चारुशीला सतीश जुईकर | मराठी विज्ञान परिषद
ईमेल : office@mavipa.org | संकेतस्थळ : http://www.mavipa.org