एक झील की सतह तीव्र सर्दियों में क्यों जम जाती है, जबकि इसके तल पर पानी तरल अवस्था में रहता है?

संकल्पना :

• ऊष्मा का अच्छा सुचालक : वह पदार्थ जो ऊष्मा को अपने माध्यम से आसानी से स्थानांतरित होने देता है, ऊष्मा का अच्छा सुचालक कहलाता है।
  • उदाहरण: तांबा, चांदी, लोहा, आदि
• ऊष्मा का कुचालक या कुचालक : वह पदार्थ जो ऊष्मा को अपने माध्यम से आसानी से स्थानांतरित नहीं होने देता, कुचालक कहलाता है।
  • उदाहरण: लकड़ी, बर्फ, कांच, प्लास्टिक, आदि।
• ऊष्मा का स्थानांतरण मुख्यतः तापमान के अंतर के कारण होता है।

स्पष्टीकरण :

• हवा पानी की तुलना में तेजी से तापमान बदलती है , इसलिए सर्दियों में हवा पानी से पहले ठंडी हो जाती है।
• सतह पर मौजूद पानी हवा के सीधे संपर्क में होता है और इसलिए सबसे पहले जमता है, नीचे के पानी से पहले। इसलिए, विकल्प 2 गलत है।
• जल का घनत्व 4°C पर अधिकतम होता है। इसलिए, विकल्प 1 गलत है।
• अब चूंकि बर्फ पानी की तुलना में कम घनी होती है, इसलिए यह तैरती रहती है और डूबती नहीं है। यह बर्फ की चादर मोटी होती जाती है और नीचे ठंडी हवा और गर्म पानी के बीच एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है । यही कारण है कि नीचे का पानी तरल रहता है।
• अतः हम कह सकते हैं कि बर्फ ऊष्मा की कुचालक है इसीलिए झील के तल का पानी तरल अवस्था में रहता है। अतः विकल्प 3 सही है।

​अतिरिक्त अंक :

ऊष्मा स्थानांतरण के तीन तरीके हैं।

• चालन : ठोस पदार्थों में ऊष्मा स्थानांतरण की वह विधि जहां माध्यम कणों की गति के बिना ऊष्मा स्थानांतरण होता है, चालन कहलाती है।
  • उदाहरण के लिए: किसी धातु की छड़ के एक सिरे को गर्म करके हम दूसरे सिरे पर गर्माहट महसूस कर सकते हैं।
• संवहन : तरल पदार्थों में ऊष्मा स्थानांतरण की वह विधि जहां माध्यम के कणों की गति के कारण ऊष्मा स्थानांतरण होता है, संवहन कहलाती है।
  • जैसे- किसी बर्तन में पानी गर्म करना
• विकिरण : ऊष्मा स्थानांतरण की वह विधि जहां माध्यम के कणों को प्रभावित किए बिना ऊष्मा को एक स्थान से दूसरे स्थान तक स्थानांतरित किया जाता है, विकिरण कहलाती है।
  • उदाहरण के लिए: जब हम जलते हुए गैस स्टोव के पास अपना हाथ रखते हैं तो हमें गर्मी महसूस होती है। ऐसा विकिरण के कारण होता है।