कल्पना कीजिए कि आप आर्कटिक टुंड्रा के बर्फीले परिदृश्य पर चल रहे हैं। जाहिर है, आपके चारों ओर चलने वाली बर्फीली ठंडी हवा से आपको ठंड लगने लगती है। आप छटपटाहट से आश्रय की तलाश में चारों ओर देखते हैं, लेकिन आपके चारों ओर क्रिस्टल-सफेद बर्फ के अलावा कुछ भी नहीं है। अंत में, आपको एक इग्लू मिल जाता है, जो बर्फ से बना होता है! आप संरचना में प्रवेश करते हैं, और थोड़ी देर बाद, आप यह देखकर आश्चर्यचकित रह जाते हैं कि आपको गर्मी महसूस होने लगती है!

एक इग्लू, जो उसी बर्फ़ीली बर्फ से बना होता है जो हमें ठंडा बनाती है, लोगों को गर्म रखने में भी बहुत अच्छा है। आख़िर कैसे? इतनी ठंडी चीज़ आपको गर्माहट का एहसास कैसे करा सकती है?

खैर, इसका बर्फ के अद्भुत गुणों और इग्लू की संरचना से कुछ लेना-देना है।

हमें ठंड क्यों लगती है?

चूँकि पूरा इग्लू परिदृश्य ठंडक और गर्मी के बीच का अंतरसंबंध है, आइए यह समझने से शुरू करें कि ‘गर्म’ और ‘ठंडा’ का वास्तव में क्या मतलब है।

ऊष्मा ऊर्जा का एक रूप है जिसे एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित किया जा सकता है। ऊष्मा ऊर्जा उच्च तापमान वाले क्षेत्रों से निम्न तापमान वाले क्षेत्रों की ओर तब तक स्थानांतरित होती है जब तक कि दोनों क्षेत्रों का तापमान बराबर नहीं हो जाता और परिणामस्वरूप तापीय संतुलन नहीं हो जाता।

ऊष्मा की यह गति निम्नलिखित तीन तरीकों से हो सकती है जैसा कि चित्र में बताया गया है:

संक्षेप में, ‘गर्म’ और ‘ठंडा’ शब्द वास्तव में गर्मी का ही वर्णन करते हैं। जो शरीर गर्मी खो देते हैं वे ठंडे हो जाते हैं, जबकि जो शरीर गर्मी प्राप्त कर लेते हैं वे गर्म हो जाते हैं। इसलिए, जब आपको ठंड लगती है, तो आप बस गर्मी खो रहे होते हैं।

इन तीन तंत्रों की परस्पर क्रिया इग्लू को गर्म रखती है। आइए देखें कैसे!

इग्लू के पीछे का विज्ञान

ठंडी सुबह में, कंबल का एक अपेक्षाकृत छोटा टुकड़ा हमें गर्म और आरामदायक महसूस करा सकता है। कंबल स्वयं कोई गर्मी उत्पन्न नहीं करता है और यह कोई ऐसी चीज़ नहीं है जिसे आप आवश्यक रूप से ‘गर्म’ के रूप में परिभाषित करते हैं, तो यह आपको गर्म कैसे रखता है? बस शरीर की गर्मी को बाहर निकलने से रोककर! कम्बल अपने आप में गर्म नहीं होता; यह जो कुछ भी करता है वह हमारे शरीर की गर्मी के नुकसान को रोकता है।

इग्लू इसी सिद्धांत पर काम करता है। इग्लू एक विशाल कंबल के रूप में कार्य करता है और व्यक्ति के शरीर की गर्मी को इसकी दीवारों के भीतर सीमित कर देता है।

गर्म इग्लू की कुंजी सही कच्चा माल चुनने में निहित है; और आर्कटिक में केवल दो कच्चे माल प्रचुर मात्रा में उपलब्ध हैं – बर्फ और बर्फ।

संपीड़ित बर्फ

इग्लू संपीड़ित बर्फ से बना होता है। सघन कठोर बर्फ गर्मी का एक बड़ा अवरोधक है क्योंकि बर्फ और कुछ नहीं बल्कि अर्ध-जमा हुआ पानी है जिसमें लगभग 95% फंसी हुई हवा होती है। छोटे बर्फ के क्रिस्टल के बीच फंसे हवा के अणु हवा की जेब बनाते हैं, जो उत्कृष्ट इन्सुलेटर के रूप में कार्य करते हैं जो संवहन के कारण गर्मी के नुकसान को रोकते हैं। इस प्रकार, ठंडे आर्कटिक वातावरण के बीच गर्म निवास स्थान बनाने के लिए बर्फ एक आदर्श सामग्री है।

बर्फ के विपरीत, बर्फ मूल रूप से जमे हुए पानी है और इसमें बहुत अधिक हवा की जेब नहीं होती है, जो इसे एक खराब इन्सुलेटर बनाती है। इस प्रकार, इग्लू के निर्माण के लिए बर्फ की तुलना में बर्फ को प्राथमिकता दी जाती है।

इग्लू आपको कैसे गर्म रखता है?

मानव शरीर हमारे द्वारा उपभोग किये गये भोजन से प्राप्त ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित करता है। यह ऊष्मा ऊर्जा हमारे शरीर से चालन, संवहन और अधिकतर विकिरण के माध्यम से बाहरी वातावरण में खो जाती है। बची हुई गर्मी संवहन के माध्यम से इग्लू के चारों ओर घूमती है और इसके अंदर की कुछ हवा को गर्म कर देती है।

चूँकि ठंडी हवा गर्म हवा की तुलना में सघन होती है, ठंडी हवा इग्लू के निचले भाग में स्थिर हो जाती है, जबकि गर्म हवा संरचना के शीर्ष की ओर बढ़ती है। इसे पूरा करने के लिए, इग्लू फर्श को परतों में विभाजित किया गया है। ऊपरी गर्म परत वह जगह है जहां लोग सोते हैं, बीच की परत खाना पकाने और आग जलाने के लिए है, और नीचे की धंसी हुई मंजिल ठंडे सिंक के रूप में काम करती है।

इन्सुलेशन वाली बर्फ की दीवारें शरीर की गर्मी के नुकसान को रोकती हैं और लोगों को बाहर चलने वाली ठंडी हवा से भी बचाती हैं।

इस प्रकार, एक इग्लू अंदर के तापमान को नियंत्रित करने के लिए शरीर की गर्मी का उपयोग करता है।

क्या इग्लू की संरचना उसकी गर्मी को प्रभावित करती है?

इग्लू की संरचना भी गर्मी को अंदर सीमित रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

इग्लू के केंद्रीय गुंबद तक जाने वाले छोटे दरवाजे और छोटी सुरंग का अपना महत्व है। छोटी धँसी हुई समकोण सुरंग ठंडे सिंक के रूप में कार्य करती है, साथ ही बर्फीले तूफ़ान और ठंडी हवाओं को सीधे इग्लू के मुख्य डिब्बे में जाने से रोकती है।

क्या आपने कभी सोचा है कि इग्लू का आकार गुंबद जैसा क्यों होता है? कोई घनाकार इग्लू क्यों नहीं हैं? खैर, इग्लू का आकार इसकी स्थिरता निर्धारित करता है। इग्लू का गुंबद कैटेनॉइड के आकार का होता है। यह आकार संरचनात्मक स्थिरता प्रदान करता है और यह सुनिश्चित करता है कि इग्लू दबाव में झुकता या ढहता नहीं है।

इग्लू कितना गर्म होता है?

अगर सही ढंग से बनाया जाए, तो एक इग्लू केवल शरीर की गर्मी के उपयोग के माध्यम से अपने आंतरिक और बाहरी वातावरण के बीच लगभग 40℃ का अंतर पैदा कर सकता है।

किए गए एक अध्ययन में यह पाया गया कि इग्लू के अंदर, लोगों के शवों के पास तापमान 36℃ के आसपास था। लोगों के आस-पास की हवा में तापमान लगभग 16℃ तक गिर गया और सबसे दूर, इग्लू की दीवारों के पास, तापमान 1℃ के आसपास था। इसके अलावा, अगर इग्लू के अंदर अधिक लोग हों तो यह और भी गर्म हो जाता है।

हालांकि 16℃ या 1℃ बिल्कुल ‘आरामदायक’ नहीं है, यह देखते हुए कि आर्कटिक इलाकों का तापमान -40℃ से -50℃ तक पहुंच सकता है, एक इग्लू तापमान को नियंत्रित करने का बहुत अच्छा काम करता है। इस प्रकार, शून्य से नीचे तापमान में रहने वाले लोगों के लिए, इग्लू एक स्वादिष्ट निवास स्थान बन जाता है।

इग्लू हमें ऊन की तरह ही गर्म रख सकता है। उस पर अधिक जानकारी के लिए पढ़ें “एचऊन हमें गर्म कैसे रखता है?“.

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