क्या पानी की डेन्सिटी बदली जा सकती है ?

बच्चो! क्या आपने जाड़ों में किसी झील को फ्रीज होते हुए देखा है? तब तापमान कम हो जाता है तो झील के ऊपर बर्फ की एक परत जम जाती है, लेकिन झील वहीं रहती है, बर्फ की परत के नीचे। ऐसा क्यों होता है और आपके ख्याल में यह महत्वपूर्ण क्यों है? आज मैं जो आपको प्रयोग बताने जा रहा हूं उसमें हम इन प्रश्नों का उत्तर तलाश करेंगे। हम बहुत ध्यानपूर्वक यह जानने की कोशिश करेंगे कि तापमान का पानी पर क्या प्रभाव पड़ता है और अगर हम अलग-अलग तापमान के पानियों को आपस में मिलाएं तो क्या होता है।
इस प्रयोग के लिए हमें कुछ चीजों की ज़रूरत पड़ेगी, जैसे दो जार या मेजरिंग कप, पानी और फूड कलरिंग। इन चीजों को एकत्र करने के बाद आपको यह काम करना है- 
1. लगभग चार कप पानी जार या कंटेनर में डाल दें। इस पानी में 2-3 बूंद ब्लू फूड कलरिंग के डालने के बाद उसे अच्छी तरह से मिक्स कर दें। अब इसे चिल करने के लिए रातभर के लिए रेफ्रीजरेटर में रख दें।
2. लगभग एक कप पानी को इतना गर्म कर लें कि उसमें से भाप निकलने लगे या वह बस उबलने लगे। इसमें 2-3 बूंद पीला फूड कलरिंग मिलाकर अच्छी तरह से मिक्स कर दें।
3. आहिस्ता आहिस्ता 1/4 कप ठंडा पानी गर्म पानी में डाल दें। यह सुनिश्चित करें कि पानी बहुत धीमे-धीमे डालना है और वह भी कंटेनर की साइड में ताकि मिक्सिंग कम से कम हो। आपको दो परतें बनती हुई दिखायी देनी चाहिये। नोट करें कि कितना समय लगता है दोनों परतों को आहिस्ता आहिस्ता एक साथ आने में ताकि एक हरी परत बन जाये।
ऐसा क्यों हुआ? पानी का तापमान बदलने से उसकी डेंसिटी यानी घनत्व प्रभावित होता है। जब पानी गर्म होता है तो उसके मॉलिक्यूल कम्पन करते हैं और इधर उधर घूमते हैं। इससे उनके बीच की स्पेस (जगह) बढ़ जाती है और नतीजतन डेंसिटी कम हो जाती है। जब पानी ठंडा होने लगता है तो उसके मॉलिक्यूल धीमे होने लगते हैं और एक-दूसरे के करीब आने लगते हैं। इससे पानी डेंस या घना हो जाता है। हमारे प्रयोग में ठंडा पानी नीचे डूब गया क्योंकि उसकी डेंसिटी गर्म पानी से अधिक थी। वह हरा इसलिए हो गया क्योंकि नीचे जाते हुए उसने कुछ गर्म पानी को स्पर्श किया, उसे ठंडा किया और उसे भी नीचे सिंक करा दिया। 
प्रकृति में यह फेनोमेनन ‘टर्नओवर’ नामक प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार है। ठंडे पानी का सिंक करना और गर्म पानी का ऊपर उठाना, झील की परतों को मिक्स कर देती हैं, जिससे ऑक्सीजन आदि चीजें सब जगह फैल जाती हैं। अब सवाल यह है कि झील बॉटम अप से ठोस फ्रीज क्यों नहीं करती है? पानी की डेंसिटी फ्रीजिंग होने तक बढ़ती रहती है, लेकिन उसकी डेंसिटी फिर बदल जाती है। बर्फ लिक्विड वाटर से कम घना होता है, इसलिए जो पानी फ्रीज कर जाता है वह ऊपर उठ जाता है यानी टॉप पर आ जाता है। बर्फ झील की सतह पर परत बना लेता है लेकिन उसके नीचे पानी लिक्विड में ही रहता है। इसकी वजह से जाड़ों में भी पौधे व जानवर पानी के भीतर जीवित रह जाते हैं। 

-इमेज रिफ्लेक्शन सेंटर