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【ऊर्जा संतुलन बनाए रखना - निचला भाग: पृथ्वी और जीवन 维持能量的平衡下编-地球生命编】
जीवन की पहली किरण। जैसा कि कवि टी.एस. एलियट ने लिखा है: "जिसे हम शुरुआत कहते हैं वह अक्सर अंत होता है, और अंत करना एक शुरुआत करना है।"
पृथ्वी को अपने आरंभ में ही ब्रह्मांड से एक उपहार मिला: जल (H₂O)। जल प्रणाली ऊर्जा संतुलन की प्रत्यक्ष अभिव्यक्ति है। हाइड्रोजन बंधों का टूटना और पुनर्गठन ऊष्मा का भंडारण और विमोचन करता है। जब द्रव जल 0°C तक ठंडा होता है, तो यह गुप्त ऊष्मा (latent heat) मुक्त करता है और बर्फ क्रिस्टल संरचना बनाता है। ऊष्मीय ऊर्जा के परिवर्तन के संदर्भ में: बर्फ (ठोस) हाइड्रोजन बंधों की बाधाओं को दूर करने के लिए ऊष्मा अवशोषित करती है और द्रव जल में परिवर्तित हो जाती है। द्रव जल 100°C पर 2258 kJ/kg (540 cal/g) गुप्त ऊष्मा अवशोषित करता है और वाष्पित हो जाता है, और जल वाष्प इस ऊर्जा को वायुमंडल में ले जाता है। जल के तीन चरण परिवर्तन ऊर्जा परिवर्तनों के अनुसार अपनी संबंधित स्थिर संरचनाओं को बनाए रखते हैं। जब जल वाष्प ठंडा होकर संघनित होता है, तो यह समान मात्रा में ऊष्मा मुक्त करता है, और संवहन (convection) और वर्षा को चलाता है। बर्फ का सीधे जल वाष्प में परिवर्तन 680 cal/g ऊर्जा अवशोषित करता है, जो आमतौर पर पर्माफ्रॉस्ट क्षेत्रों या ध्रुवीय बर्फ चोटियों की सतह पर देखा जाता है। जब जल वाष्प सीधे बर्फ क्रिस्टल में जमता है (जैसे पाले का निर्माण), तो यह ऊष्मा मुक्त करता है। बर्फ में, जल अणु हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से क्रमबद्ध संरचनाएँ बनाते हैं, और स्थितिज ऊर्जा (potential energy) संग्रहीत करते हैं। पिघलने पर, हाइड्रोजन बंधों को तोड़ना पड़ता है, स्थितिज ऊर्जा मुक्त होती है और ऊष्मीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। जल वाष्प में, अंतर-आणविक बल कमजोर होते हैं, और स्थितिज ऊर्जा अणुओं की गतिज ऊर्जा में संग्रहीत होती है। जल वाष्प "ऊर्जा वाहक" के रूप में कार्य करता है, महासागरों द्वारा अवशोषित सौर ऊर्जा को गुप्त ऊष्मा के रूप में भूमि तक पहुँचाता है। वैश्विक सौर विकिरण ऊर्जा का लगभग 30% प्रतिवर्ष जल चक्र के माध्यम से पुनर्वितरित किया जाता है। जल प्रणाली का ऊर्जा संतुलन चरण परिवर्तन गुप्त ऊष्मा, संवेदी ऊष्मा विनिमय और ऊर्जा भंडारण के गतिशील युग्मन का परिणाम है।
वास्तव में जल प्रणाली की विशेषताएँ, पृथ्वी के उपयुक्त तापमान और वायुमंडल के निर्माण के साथ मिलकर, बाद में पृथ्वी पर जीवन के उद्भव के लिए आधार प्रदान करती हैं। द्रव जल की उपस्थिति और जल वाष्प का "ऊर्जा वाहक" सभ्यता के विकास में गति भरता है। मानव के उद्भव के बाद, "रात में हवा के साथ चुपके से प्रवेश करना, सभी चीजों को चुपचाप और धीरे से गीला करना", मानव ने जल चक्र की ऊर्जा का उपयोग करना सीख लिया। जल विद्युत और आज के सबसे उन्नत परमाणु विखंडन ऊर्जा संयंत्र भी इसी मूल शक्ति द्वारा संचालित हैं। जैसा कि लाओ त्ज़ु ने कहा: "सर्वोच्च अच्छाई पानी के समान है। पानी सभी चीजों को लाभ पहुँचाता है बिना उनसे प्रतिस्पर्धा किए।" जल प्रणाली का संतुलन भौतिकी के नियमों की जीत है, और साथ ही प्राकृतिक ज्ञान का उपहार भी है। जल वह "नीला रक्त" है जो ब्रह्मांड ने पृथ्वी को प्रदान किया है। इसके तीन चरण परिवर्तन ऊर्जा का एक जाल बुनते हैं, जीवन को जन्म देते हैं, और सभ्यता का पोषण करते हैं। गहरे समुद्री हाइड्रोथर्मल झरनों से...
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