ఉష్ణోగ్రతల్లో మార్పులతోనే మంచు

మంచు ఎలా ఏర్పడుతుంది?
- బి.రాంబాబు, కాకినాడ
         మనం చూసే పదార్థాల్లో దాదాపు 90 శాతం వరకు సాధారణ ఉష్ణోగ్రత దగ్గర ఘనస్థితిలో ఉండేవే. నీరు, పెట్రోలు, నూనెలు, సారాయి, పాదరసం వంటివి ద్రవస్థితిలో కనిపిస్తాయి. నైట్రోజన్‌, ఆక్సిజన్‌, కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌, ఎల్‌పిజి, క్లోరీన్‌, జడ వాయువులు వంటివి వాయుస్థితిలో ఉంటాయి. ఒక పదార్థపు భౌతికస్థితిని నిర్ణయించేది ప్రధానంగా ఆ పదార్థపు ఉష్ణోగ్రత. అయితే పీడనం (జూతీవరరబతీవ) ప్రభావం కూడా బాగానే ఉంటుంది. 25 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడు ఉష్ణోగ్రత, 760 మిల్లీమీటర్ల పాదరసపు ఎత్తున్న పీడనం ఉండే పరిస్థితుల్ని సాధారణ ఉష్ణోగ్రతా పీడనాలు (చీశీతీఎaశ్రీ ువఎజూవతీa్‌బతీవ aఅస ూతీవరరబతీవ) లేదా చీుూ పరిస్థితులు అంటాము. ఇది శాస్త్రీయంగా ప్రపంచవ్యాప్తంగా నిర్వచించబడ్డ ఓ నిర్దిష్ట పరిస్థితి. సున్నా డిగ్రీల సెంటీగ్రేడు ఉష్ణోగ్రత, 760 మి.మీ. పాదరసపుటెత్తున్న పీడనం ఉన్న పరిస్థితిని ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రతా పీడనాలు (ూ్‌aఅసaతీస ువఎజూవతీa్‌బతీవ aఅస ూతీవరరబతీవ) లేదా ూుూ పరిస్థితులు అంటారు. ఈ పరిస్థితినే సార్వత్రిక ఉష్ణోగ్రతా పీడనాలు (ఖఅఱఙవతీరఝశ్రీ ువఎజూవతీa్‌బతీవ aఅస ూతీవరరబతీవ) లేదా ఖుూ పరిస్థితులు అని కూడా అంటారు. సాధారణంగా చీుూ పరిస్థితుల దగ్గర పదార్థాల భౌతికస్థితిని ఆయా పదార్థాల స్థితులుగా అందరం గుర్తిస్తాము. ఉదాహరణకు నీరు ద్రవరూపంలో ఉందనీ, బంగారం ఘనరూపంలో ఉందనీ, మీథేన్‌ వాయువు వాయు రూపంలో ఉందనీ అంటారంటే అర్థం చీుూ దగ్గర వాటి భౌతికస్థితిని సూచించడమన్న మాట. అంతేగానీ అన్ని పరిస్థితుల్లోనూ మీథేన్‌ వాయువనీ, నీరు ద్రవమనీ, బంగారం ఘనమనీ అర్థంకాదు. ఉష్ణోగ్రతను -200 సెంటీగ్రేడ్‌ డిగ్రీలకు తగ్గిస్తే (పీడనం 760 మి.మీ. పాదరసపుటెత్తు దగ్గర ఉంచి) జడ వాయువుగా పిలవబడే నైట్రోజన్‌ ద్రవనైట్రోజన్‌ అవుతుంది. అదే పీడనం దగ్గర ఉష్ణోగ్రతను సుమారు 1100 సెంటీగ్రేడు డిగ్రీలకు పెంచితే బంగారం ద్రవమవుతుంది. ఇంకా ఉష్ణోగ్రతను సుమారు 2900 సెంటీగ్రేడ్‌ డిగ్రీలకు పెంచితే అదే ద్రవ బంగారం కంటికి కనిపించకుండా ఇలా ప్రతి పదార్థానికీ, ఆయా భౌతిక పరిస్థితుల్ని బట్టి రూపాలుంటాయి. నీరు సాధారణ చీుూ పరిస్థితుల దగ్గర ద్రవరూపంలో ఉన్నా ఎంతో కొంతమేరకు వాయురూపంలో కూడా ఉంటుంది. ఇలా ప్రతి ద్రవానికి ద్రవస్థితితో పాటు, కొంతలో కొంత ఆ ద్రవానికి అనుబంధంగా వాయుస్థితి కూడా ఉంటుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే ద్రవ, వాయు స్థితులు సమతాస్థితి (వనబఱశ్రీఱbతీఱబఅ) లో ఉంటాయన్న మాట. ఉదాహరణకు చీుూ దగ్గర 100 మిల్లీలీటర్ల నీటిని ఓ గ్లాసులో తీసుకొంటే అందులో చాలా భాగం ద్రవంగానే ఉన్నా కొంత భాగం (చాలా తక్కువే) వాయు రూపంలోకెళ్లి ఆ ద్రవపు ఉపరితలంపై పొరలాగా ఉంటుంది. అపుడు వాతావరణంలో ఆ మేరకు నీటిఆవిరి కలిగించే పీడన భాగాన్ని నీటి బాష్పపీడనం (ఙaజూశీబతీ జూతీవరరబతీవ) అంటారు. మొత్తం గాలి పీడనంలో నీటిఆవిరి పీడన శాతాన్ని పాక్షిక పీడనం (జూaత్‌ీఱaశ్రీ జూతీవరరబతీవ) అని అంటారు. ఇది వేసవికాలంలో ఎక్కువగాను, చలికాలంలో తక్కువగాను ఉంటుంది. పగలంతా సూర్యుని కాంతివల్ల వాతావరణం వేడెక్కి ఉంటుంది. అపుడు గాలిలో నీటి ఆవిరి శాతం (తేమ శాతం) ఎక్కువే ఉంటుంది. వేసవి కాలాల్లో పగలైనా, రాత్రయినా వాతావరణంలో ఉష్ణోగ్రత బాగానే ఉండడం వల్ల గాలిలో తేమ శాతం రోజంతా 24 గంటలూ ఒకేలా ఉంటుంది. కానీ చలికాలాల్లో రాత్రి ఉష్ణోగ్రతలు బాగా పడిపోతాయి. ఉదాహరణకు జనవరి నెలలో వరంగల్‌ పట్టణంలో పగటి ఉష్ణోగ్రత 28 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ ఉన్నా రాత్రి ఉష్ణోగ్రత 12 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌కు పడిపోయిన ఘటనలున్నాయి. అంటే పగలంతా గాలిలో కొంత ఎక్కువగా ఉన్న నీటిఆవిరి శాతం రాత్రిళ్లు కూడా అలాగే ఉండలేదు. అంటే నీటిఆవిరి శాతం రాత్రిళ్లు తగ్గిపోవాలి. పదార్థం నాశనం కాలేదు కాబట్టి ఆ మేరకు నీటిఆవిరి ద్రవరూపంలోకి మారాలి. ఇలా ద్రవరూపంలోకి మారే స్థితిలో విడివిడిగా ఉన్న నీటి అణువులు సంధానించుకొని, మొదట చాలా తక్కువ సైజులున్న బృందాలు (aస్త్రస్త్రతీవస్త్రa్‌వర) గా మారతాయి. వీటినే నీటితుంపరలు (ఎఱర్‌) అంటారు. అలా రాత్రుళ్లు తుంపరలుగా మారిన నీటిఆవిరి చెట్ల ఆకుల మీద, బయటపడేసిన లోహపు వస్తువుల మీద, గడ్డి పరకల మీద జమవుతాయి. ఆ క్రమంలో కొన్ని కొన్ని తుంపరలు కలిసిపోయి, నీటి బిందువులుగా మారతాయి. ఈ బిందువుల్నే మనం మంచు (రఅశీష) అంటాము. ఏ ఆధారం లేకుండా గాలిలోనే తుంపరలు చాలా చిన్న సైజులో ఉన్నట్లయితే ఆ మంచును పొగమంచు (టశీస్త్ర) అంటాము. ఇలా ద్రవరూపంలో ఉన్న నీరు పగటి ఉష్ణోగ్రత దగ్గర కొంత ఆవిరి రూపంలో ఉండి, రాత్రి ఉష్ణోగ్రత తగ్గడం వల్ల తిరిగి ద్రవరూపంలోకి వచ్చే క్రమంలో ఏర్పడ్డ చిన్నపాటి బిందు సమూహాల్నే మంచు అంటారు. ఈ ఉష్ణోగ్రత ఇంకా పడిపోయి సున్నా కన్నా తగ్గినట్లయితే ఇదే మంచు ఘన రూపంలోకి వెళ్లి పత్తిలాగా సెటిలవుతుంది. అమెరికాలాంటి దేశాల్లో చలికాలంలో రోడ్డు మీద పరచుకొనే మంచు గడ్డలు (ఱషవ) ఇవే! రిఫ్రిజిరేటర్లలో డీప్‌ఫ్రీజర్‌లో గోడలకు అంటుకుని ఇబ్బందిపెట్టే మంచు పేటికలు (ఱషవ రషaశ్రీవర) కూడా ఇలా నీటి ఆవిరి గడ్డకట్టిన బాపతుదే!

ప్రొ|| ఎ. రామచంద్రయ్య
సంపాదకులు, చెకుముకి,
జన విజ్ఞాన వేదిక