''પાણીમાં રહેલી જીવસૃષ્ટિ માટે પાણીનું અનિયમિત પ્રસરણ આશીર્વાદરૂપ છે.” આ વિધાન સમજાવો. અથવા પાણીનું અનિયમિત ઉષ્મીય પ્રસરણ સમજાવો.
તાપમાન સાથે પાણીનું ઉષ્મીય પ્રસરણ અનિયમિત હોય છે. પાણીનું તાપમાન $4°\,C$ સુધી ઘટાડવામાં આવે તો તેનું કદ ઘટે છે, પરંતુ $4°\,C$ થી $0\,C$સુધી તાપમાન ઘટાડવામાં આવે તો તેના કદમાં વધારો થાય છે. $4°\,C$ તાપમાને પાણીનું કદ લઘુતમ હોય છે, તેથી $4°\,C$ તાપમાને પાણીની ઘનતા મહત્તમ હોય છે જે નીચેના બે આલેખમાં દર્શાવ્યું છે,
પાણીની આવી અનિયમિત વર્તણૂકના કારણે ઠંડા પ્રદેશોમાં આવેલાં તળાવ કે સરોવરમાં પાણીની ઉપરની સપાટી, નીચેની સપાટી કરતાં વહેલી ઠારણ પામે છે, જેમ પાણીના ઉપરના સ્તરનું તાપમાન $10°\,C$ થી ઘટતું જાય છે, તેમ ઉપરના સ્તરની ઘનતા, નીચેના સ્તરની ઘનતા કરતાં વધારે હોય છે તેથી આવું સ્તર નીચે જાય છે અને નીચેનું ઓછી ઘનતાવાળું સ્તર ઉપર આવે છે. જયાં સુધી તળાવ કે સરોવરના સમગ્ર પાણીનું તાપમાન $4°\,C$ થાય ત્યાં સુધી આ પ્રક્રિયા ચાલુ રહે છે. હવે જયારે પાણીના ઉપરના સ્તરનું તાપમાન $4°\,C$ થી ઓછું થાય ત્યારે તેની ઘનતા વધવાના બદલે ઘટે છે, જે આકૃતિ$(b)$ માં દર્શાવ્યું છે, તેથી આ સ્તર પાણીની સપાટી પર જ રહે છે અને ઠંડા વાતાવરણના લીધે વધુ ને વધુ ઠંડું થતું જાય છે. આ રીતે પાણીની ઉપરની સપાટી થીજી જાય એટલે કે ઉપર બરફનું પડ થઈ જાય. જયારે તેની નીચે $4°\,C$ તાપમાનવાળું પાણી રહે છે. પાણીની આવી અનિયમિત વર્તણૂકના કારણે જળચર પ્રાણીઓ જીવી શકે છે.
પાણીની કયા .... $^oC$ તાપમાને ઘનતા સૌથી વધુ હોય છે?
$6.230 \,cm$ વ્યાસ ધરાવતી એક સોનાની રીંગને કેટલા તાપમાને ($ ^{\circ} C$ માં) ગરમ કરવી જોઈએ કે જેથી તે $6.241 \,cm$ વ્યાસ ધરાવતી લાકડાની બંગડી ઉપર ચઢી (ફિટ) જાય. બંને વ્યાસો ઓરડાના $\left(27^{\circ} C \right)$ તાપમાને માપેલ છે. સોનાનો રેખીય પ્રસરણાંક $\alpha_{ L }=1.4 \times 10^{-5} \,K ^{-1}$ આપેલ છે.
$\alpha _V\,\,\to $ તાપમાનનો આલેખ દોરો.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બે ધાતુ $X$ અને $Y$ ની પટ્ટીને એક દઢ આધાર પર જડિત કરેલ છે.$X$ ધાતુનો રેખીય પ્રસરણાંક $Y$ ધાતુ કરતાં વધુ હોય તો જ્યારે આ દ્વિધાત્વિય પટ્ટીને ઠંડા પાણીમાં મૂકવામાં આવે તો....
એક ઘન પદાર્થનો ક્ષેત્રફળ પ્રસરણાંક $2 \times 10^{-5} {°C^{-1}}$ છે, તો તેનો રેખીય પ્રસરણાંક ....