3. नैसर्गिक संसाधनांचे गुणधर्म

हवेचे गुणधर्म(Properties of air)

आपल्या सभोवताली हवा असली तरी ती आपल्या डोळ्यांना दिसत नाही, तरी हवेचे अस्तित्व आपल्याला जाणवते. जेव्हा आपण श्वास घेतोे तेव्हा नाकावाटे हवा आत घेतली जाते. तोंडासमोर हात धरून फुंकर मारल्यास आपल्याला हवेचा स्पर्श जाणवतो.

  1. झाडूची एक काडी किंवा शीतपेये पिण्यासाठी वापरतात ती स्ट्रॉ घ्या. काडीला मध्यभागी दोरा बांधून अशा प्रकारे टांगा की ती बरोबर आडव्या रेषेत राहील. काडीच्या दोन टोकांना दोन सारख्या आकारांचे रबरी फुगे बांधा. काडी आडव्या रेषेत राहील असे पहा. आता त्यांतील एक फुगा काढा आणि तो फुगवून परत काडीला पूर्वीच्या जागी बांधा. आता काडी आडव्या रेषेत राहते का? फुगवलेला फुगा बांधलेले काडीचे टोक खाली जात असल्याचे आढळेल. म्हणजे हवेला वजन असते. हवा हे वायूंचे मिश्रण असल्याने इतर पदार्थांप्रमाणेच हवेलासुद्धा वस्तुमान आणि वजन आहे.
  2. सुई नसलेली इंजेक्शनची एक सिरिंज घ्या. तिचा दट्‌ट्या ओढा व त्या वेळी दट्‌ट्याचे निरीक्षण करा. दट्‌ट्या सहजपणे बाहेर ओढता येतो. बाहेर ओढलेला दट्‌ट्या हात सोडल्यावरही तसाच राहतो. आता सिरिंजचे छिद्र अंगठ्याने घट्ट बंद करा व दट्‌ट्या बाहेर ओढा व नंतर हात सोडून द्या. दट्‌ट्या बाहेर ओढण्यासाठी जास्त जोर लावावा लागतो का कमी? हात सोडल्यावर दट्‌ट्या तसाच राहतो का?

 हवेमधील वायूंचे रेणू सतत हालचाल करत असतात. हे रेणू जेव्हा एखाद्या वस्तूवर आदळतात तेव्हा त्या वस्तूवर ते दाब निर्माण करतात. हवेच्या या दाबालाच आपण ‘वातावरणाचा दाब’ असे म्हणतो. सिरिंजचे छिद्र बंद करून दट्‌ट्या खेचल्यावर सिरिंजमधल्या हवेला जास्त जागा उपलब्ध होते आणि ती विरळ होते. त्यामुळे सिरिंजमधल्या हवेचा दाब कमी होतो. बाहेरचा दाब मात्र तुलनेने खूप जास्त असतो. म्हणूनच बाहेर खेचलेला दट्‌ट्या सोडून दिला की तो लगेच आत ढकलला जातो. ही सिरिंज उभी, आडवी, तिरकी अशा वेगवेगळ्या स्थितींमध्ये धरून हाच प्रयोग केल्यास प्रत्येक वेळी दट्‌ट्या तेवढाच आत गेल्याचे आढळेल. यावरून वातावरणाचा दाब सर्वदिशांनी समान असतो, हे आपल्या लक्षात येईल.

एका प्लॅस्टिकच्या कपामध्ये पाणी घेऊन त्यामध्ये एक स्ट्रॉ उभी धरा. दुसऱ्या एका स्ट्रॉचा लहान तुकडा पहिल्या स्ट्रॉच्या वरच्या तोंडाजवळ काटकोनात धरा. स्ट्रॉच्या लहान तुकड्यातून जोराने फुंकर मारा. तुम्हांला पाण्याचा फवारा उडताना दिसेल. असे का घडले?

 स्ट्रॉमधून फुंकर मारल्यावर त्याच्यासमोर असलेली हवा दूर ढकलली जाते आणि त्यामुळे त्या ठिकाणी असलेला हवेचा दाब कमी होतो. स्ट्रॉच्या वरच्या तोंडाजवळ असलेल्या हवेचा दाब वातावरणाच्या दाबापेक्षा कमी झाल्याने कपमधील पाणी जास्त दाबाकडून कमी दाबाकडे म्हणजे वरच्या दिशेने ढकलले जाते व पाणी फवाऱ्याच्या रूपात बाहेर पडते. जेवढ्या जोरात फुंकर माराल, तेवढ्या मोठ्या प्रमाणात फवारा उडत असल्याचे लक्षात येईल. स्ट्रॉचा हा फवारा बर्नोलीच्या तत्त्वावर कार्य करतो.

जेव्हा दोन ठिकाणच्या हवेतल्या दाबांमध्ये फरक पडतो, तेव्हा हवा जास्त दाबाच्या ठिकाणापासून कमी दाब असलेल्या ठिकाणी वाहू लागते. अशा वेळी आपल्याला वारा सुटल्याचे जाणवते, म्हणजेच हवेतल्या दाबात पडलेल्या फरकाचा परिणाम म्हणजे वाहणारे वारे होय. याविषयी अधिक माहिती तुम्ही भूगोलाच्या ‘वारे’ या पाठातून घेणार आहात.

एका ग्लासमध्ये पाऊण उंचीपर्यंत बर्फाचे खडे घ्या. आता निरीक्षण करा. ग्लासच्या बाहेर पाणी कसे आले? ग्लासमध्ये बर्फाचे खडे ठेवल्याने ग्लासभोवती असलेल्या हवेला थंडावा मिळतो. हवेमध्ये बाष्पाच्या रूपात असलेल्या पाण्याला थंडावा मिळाला, की विशिष्ट तापमानाला त्याचे संघनन होते आणि त्यामुळे बाष्पाचे रूपांतर पाण्यात होते व हे पाणी ग्लासच्या बाहेरील पृष्ठभागावर जमा हाेते. हवेतल्या आर्द्रतेचे प्रमाण वेगवेगळ्या ठिकाणी वेगवेगळे असते. त्याचप्रमाणे, दिवसभराच्या कालावधीतही हवेतल्या आर्द्रतेचे प्रमाण बदलते. हवेतल्या आर्द्रतेचे प्रमाण हे तिच्या बाष्प धरून ठेवण्याच्या क्षमतेनुसार ठरते. रात्री किंवा पहाटे जेव्हा हवेचे तापमान कमी असते तेव्हा तिची बाष्प धरून ठेवण्याची क्षमता कमी हाेते. अशा वेळी हवेतल्या जास्तीच्या बाष्पाचे पाण्याच्या थेंबांत रूपांतर होते. ह्यालाच आपण दवबिंदू म्हणतो.

दुपारी जेव्हा हवेचे तापमान वाढलेले असते तेव्हा हवेची बाष्प धरून ठेवण्याची क्षमतासुद्धा वाढते. हवेच्या क्षमतेच्या मानाने हवेतील बाष्पाचे प्रमाण कमी होते. अशा वेळी आपल्याला हवा कोरडी असल्याचे जाणवते. पावसाळ्यात तसेच समुद्रकिनारी हवेतल्या बाष्पाचे प्रमाण भरपूर असते, अशा वेळी आपल्याला दमटपणा जाणवतो.

  1. रिकामी बाटली बूच न लावता उलटी करून पाण्याच्या पसरट भांड्यात तिरपी धरा. तुम्हांला काय दिसले?
  2. फुग्यात हवा भरली की त्यामध्ये काय बदल होतो?

वरील विविध कृतींमधून आपल्या असे लक्षात येते, की जागा व्यापणे, विशिष्ट आकारमान असणे, वजन व वस्तुमान असणे असे हवेचे विविध गुणधर्म आहेत. हवा हे काही वायू तसेच धूळ, धूर व बाष्प यांच्या अतिसूक्ष्म कणांचे मिश्रण आहे. जेव्हा प्रकाशकिरण हवेतील या सूक्ष्म कणांवर पडतात तेव्हा ते प्रकाशाला सर्व दिशेने विखूरतात. या नैसर्गिक घटनेस प्रकाशाचे विकिरण (Scattering of light) असे म्हणतात.

तापमान नियंत्रण (Temperature control)

 पृथ्वीला सूर्याकडून ऊर्जा मिळते. ही ऊर्जा पृथ्वी उष्णतेच्या रूपात परत फेकते. पृथ्वीभोवती असलेल्या हवेतील बाष्प कार्बन डायऑक्साइड यांसारखे घटक या उष्णतेचा काही भाग शोषून घेऊन तो इतर घटकांना देतात. त्यामुळे पृथ्वीचा पृष्ठभाग उबदार राहतो व पृथ्वीवरील जीवसृष्टीला अनुकूल होतो. पृथ्वीवर हवाच नसती तर पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे सरासरी तापमान खूपच कमी झाले असते.

ध्वनिप्रसारण (Sound transmission)

आपल्याला ऐकू येणारे सर्व आवाज भोवतालच्या हवेतून आपणापर्यंत येऊन पोहोचलेले असतात. तापमानातील बदलामुळे हवेची घनतासुद्धा बदलते. थंडीमध्ये हवेची घनता वाढते. थंडीत पहाटे दूरच्या आगगाडीचा आवाज स्पष्ट ऐकू येतो. यावरून समजते, की ध्वनीचे प्रसारण होण्यासाठी हवेचा माध्यम म्हणून उपयोग होतो.

पाण्याचे गुणधर्म(Properties of water)

शेजारील चित्रांवरून तुम्ही काय निष्कर्ष काढाल? सामान्य तापमानाला पाणी द्रव अवस्थेत आढळते. पाणी हा एक प्रवाही पदार्थ आहे. पाण्याला स्वतःचा आकार नाही, परंतु आकारमान आहे. सूक्ष्म छिद्रांमधून किंवा अतिसूक्ष्म फटींतूनही ते पार होते/ झिरपते. तेलाने माखलेल्या ताटलीत थोडेसे पाणी ओतल्यानंतर पाणी ताटलीत न पसरता पाण्याचे अनेक छोटे छोटे गोलाकार थेंब तयार होतात. असे का होेते?

  1. प्लॅस्टिकच्या एका बाटलीत अर्ध्यापेक्षा जास्त पाणी घ्या. बाटलीवर पाण्याच्या पातळीशी खूण करा. ही बाटली बर्फ तयार करण्यासाठी फ्रीझरमध्ये उभी ठेवा. काही तासानंतर फ्रीझर उघडून पहा. पाण्याचा बर्फ झालेला दिसेल. बर्फाच्या पातळीची नोंद करा. ती पाण्याच्या पातळीच्या खुणेपेक्षा वाढलेली दिसेल. यावरून काय लक्षात आले? पाण्याचे बर्फ होताना पाणी गोठते, तेव्हा ते प्रसरण पावते व त्याच्या आकारमानात वाढ होते. पाणी गोठल्यावर पाण्याच्या मूळ आकारमानात किती वाढ झाली? किती प्रमाणात?
  2. एक बादली घ्या आणि तिच्यात पाणी भरा. त्यात पुष्कळ वेगवेगळ्या वस्तू टाका. पाण्यामध्ये कोणत्या वस्तू बुडतात व कोणत्या तरंगतात त्यांची यादी करा.
  3. एक ग्लास घ्या. त्यात थोडे पाणी ओता. आता बर्फाचे काही खडे टाका व निरीक्षण करा. बर्फ पाण्यावर तरंगताना का दिसतो? बर्फ पाण्यापेक्षा हलका असतो. जेव्हा पाणी गोठून त्याचा घनरूप बर्फ होतो तेव्हा मूळच्या द्रवरूपापेक्षा तो हलका होतो. पाणी गोठताना म्हणजे त्याचे स्थायूत अवस्थांतर होताना त्याचे आकारमान वाढते व बर्फाची घनता कमी होते. म्हणून बर्फाचे खडे पाण्यावर तरंगतात.

पाण्याचे असंगत वर्तन (Anomalous behaviour of water)

साधारणपणे पदार्थाचे तापमान कमी केल्यास त्याची घनता वाढते व आकारमान कमी होते, परंतु पाणी याला अपवाद आहे.

  1. ग्लासभर पाणी पाच ते दहा मिनिटे फ्रीझरमध्ये ठेवा. नंतर तो ग्लास बाहेर काढा व काळजीपूर्वक निरीक्षण करा. पाणी गोठण्याची सुरुवात कोठून कोठे / कोणत्या दिशेने झाली आहे?

पाण्याच्या घनतेचे एक वैशिष्ट्य आहे. नेहमीच्या तापमानाचे पाणी थंड होऊ लागल्यावर सर्वसाधारण द्रवांप्रमाणे त्याची घनता वाढत जाते. मात्र 4 0 C तापमानाच्या खाली तापमान गेल्यास पाण्याची घनता कमी होऊ लागते. म्हणजेच 4 0 C ह्या तापमानाला पाण्याची घनता सर्वांत जास्त असते व 4 0 C च्या पाण्याचे तापमान कमी केल्यास त्याची घनता कमी होऊन आकारमान वाढते. म्हणजेच 4 0 C च्या खाली तापमान जाऊ लागल्यावर पाणी प्रसरण पावते. यालाच पाण्याचे असंगत वर्तन म्हणतात.

दोन मोठे पेले घ्या. त्यात पाणी घाला. एका पेल्यातील पाण्यात 4-5 चमचे मीठ घालून ते पूर्णपणे विरघळून टाका. आता दुसऱ्या पेल्यातील पाण्यात एक बटाटा टाका. बटाटा पाण्यात बुडेल. बटाटा त्या पेल्यातून बाहेर काढून मिठाच्या पाण्यात टाका व निरीक्षण करा.

 मीठ पाण्यात विरघळले असल्याने त्या पेल्यातील पाण्याची घनता वाढली व त्या वाढलेल्या घनतेमुळेच बटाटा पाण्यात तरंगू लागला.

विहीर/तलावाच्या पाण्यामध्ये पोहण्यापेक्षा समुद्रात पोहणे का सोपे जाते? वरील कृतीमध्ये पेल्यातील पाण्यात मीठ टाकल्यावर ते विरघळते, म्हणजेच दिसेनासे होते. अशा प्रकारे नाहीसे होते म्हणजे नेमके काय होते?

पाण्यात विरघळताना मिठाचे कण पाण्यात पसरतात. हळूहळू ते आणखी लहान होत होत शेवटी इतके लहान होतात की ते दिसेनासे होतात, म्हणजेच ते पूर्णपणे पाण्यात मिसळतात.

 यालाच विरघळणे असे म्हणतात.

द्राव्य ः जो पदार्थविरघळतो – मीठ

द्रावक ः ज्या पदार्थात द्राव्य विरघळते – पाणी

द्रावण ः जेव्हा द्राव्य द्रावकात संपूर्णपणे मिसळते.

मृदेचे गुणधर्म (Properties of soil)

रंग हा मृदेचा एक महत्त्वाचा गुणधर्म आहे. अनेक प्रक्रियांचा परिणाम होऊन मातीला रंग प्राप्त होतो. जमिनीच्या पृष्ठभागाची म्हणजे मृदेची रंगछटा खालच्या थराच्या रंगछटेपेक्षा गडद असते. मृदा वेगवेगळ्या रंगांची असते. जसे-काळी, लाल, तांबूस, पिवळी, राखाडी. मृदेचे रंग जमिनीचे वर्गीकरण करण्याकरिता उपयोगी पडतात; तसेच जमिनीचे अनेक गुणधर्म दाखवण्यात अप्रत्यक्षपणे उपयुक्त ठरतात. अशा प्रकारे मृदेच्या रंगावरून तिचा कस/ सुपीकता,

साहित्य ः तीन मोजपात्रे, काचेची तीन नरसाळी, गाळणकागद, पाणी, बारीक वाळू, जाड वाळू, कुंडीतील माती, इत्यादी.

कृती ः काचेच्या तीननरसाळ्यांमध्ये गाळणकागद बसवा. या कागदांपैकी एकावर (अ) वाळू, दुसऱ्यावर (ब) रेताड माती, तिसऱ्यावर (क) चिकणमाती समान प्रमाणात भरा. प्रत्येक नरसाळ्यात समप्रमाणात पाणी घाला व त्याखाली ठेवलेल्या प्रत्येक मोजपात्रात किती पाणी जमा होते ते पहा. यावरून तुम्ही काय निष्कर्ष काढाल?पाण्याचा निचरा, पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता यांबाबत स्पष्टता येते. मृदेचा रंग तिच्या पोतावर, जैवघटकांवर तसेच लाेह, चुना अशा रासायनिक घटकांवर अवलंबून असतो.

मृदेचा पोत (Soil texture) मृदेतील विविध आकारमानांच्या कणांच्या प्रमाणावरून मृदेचा पोत ठरतो. त्या आधारे मृदेचे पुढील प्रकार पडतात.

रेताड मृदा (Sandy soil) ः रेताड मृदेत वाळूचे / मोठ्या कणांचे प्रमाण अधिक असते. यातून पाण्याचा जलद निचरा होतो. अशी मृदा मशागत करण्यासाठी फार सोपी असते. यातील वाळूचे कण सिलिकॉन डायऑक्साइड (क्वार्ट्‌झ) या खनिजाचे बनलेले असतात. ते पाण्यात नविरघळणारे असल्याने या मृदेची अन्नद्रव्ये पुरवण्याची क्षमता खूपच कमी असते.

पोयटा मृदा (Silt soil) ः पोयटा मृदेतील कणांचा आकार मध्यम असतो. पोयटा मृदायुक्त जमिनी रेताड जमिनीप्रमाणे मशागत करण्यास सोप्यानसतात, परंतु चिकणमातीच्या जमिनीप्रमाणे मशागत करण्यास जडही जात नाहीत. या मृदेत जैव घटक मोठ्या प्रमाणावर असतात. या मृदेची अन्यद्रव्ये पुरवण्याची क्षमता खूप जास्त असते. या मृदेला ‘गाळाची मृदा’ असेही म्हणतात.

चिकण मृदा (Clay soil) ः या मृदेमध्ये मातीच्या सूक्ष्म कणांचे प्रमाण सर्वाधिक असते. चिकणमातीच्या कणांना स्पर्श केला तर ते गुळगुळीत लागतात. चिकणमातीमध्ये पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता अधिक असते.

मृदेची रचना (Soil structure) मृदेतील कणांच्या रचनेनुसार स्तरीय, कणस्वरूप, स्तंभाकार व ठोकळ्यांच्या स्वरूपात मृदेची रचना आढळून येते.

मृदेचे उपयोग (Uses of soil)

  1. वनस्पती संवर्धन ः वनस्पतींची वाढ करणे.
    2. जलसंधारण ः मृदा पाणी धरून ठेवते. यामुळे बंधारे, तळी या माध्यमांतून पाण्याचा आपल्याला बाराही महिने उपयोग करता येतो.
    3. अाकार्यता ः मृदेला हवा तसा आकार देता येतो. मृदेच्या या गुणधर्माला आकार्यता म्हणतात. या गुणधर्मामुळे मृदेपासून आपल्याला विविध आकारांच्या वस्तू बनवता येतात. या वस्तू भाजून टणक बनवता येतात. उदाहरणार्थ, माठ, रांजण, पणत्या, मूर्ती, विटा.

उपयुक्त मृदेचे काही प्रकार
1. चिनी मृदा (केआेलिन) ः ही पांढऱ्या रंगाची असते. या मृदेपासून कपबश्या, स्नानगृहातील फरश्या, टाक्या, प्रयोगशाळेतील उपकरणे, मुखवटे, बरण्या इत्यादी बनवतात.
2. शाडूची मृदा ः ही पांढरट रंगाची असून पुतळे, मूर्ती बनवण्यासाठी वापरली जाते.
3. टेराकोटा मृदा ः या मृदेपासून कुंड्या, सजावटीच्या वस्तू बनवल्या जातात.
4. मुलतानी मृदा ः सौंदर्यप्रसाधनांत वापरली जाते.

मृदापरीक्षण (Soil testing)

मृदेचे परीक्षण केल्याने जमिनीतील विविध घटकांचे प्रमाण लक्षात येते. मृदेचा रंग, पोत तसेच त्यातील सेंद्रीय पदार्थांचे प्रमाण मृदापरीक्षणामध्ये तपासले जाते.

 मृदेमध्ये कोणत्या घटकांची कमतरता अाहे व ती दूर करण्यासाठी कोणते उपाय योजावेत हे ठरवण्यासाठी मृदापरीक्षण केले जाते. मृदापरीक्षणासाठी जमा केलेला मातीचा नमुना आठ ते दहा दिवस मोकळ्या ठिकाणी सुकवावा. (उन्हात न ठेवता सावलीत सुकवावा.) नंतर चाळणीतून चाळून घ्यावा. मातीचे गुणधर्म लक्षात येण्यासाठी pH (सामू) आणि विद्युतवाहकता या दोन परीक्षणांचा विशेष उपयोग होतो. विविध प्रयोगांच्या आधारे तुमच्या शेतातील मृदेची सुपीकता तुम्हांला ठरवता येईल.

मृदेची सुपीकता कमी होण्याची कारणे
1. मृदेचा सामू (pH) 6 पेक्षा कमी / 8 पेक्षा जास्त.
2. सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण कमी.
3. जमिनीतील पाण्याचा निचरा न होणे.
4. सतत एकच पीक घेणे.
5. खाऱ्या पाण्याचा सतत वापर.
6. रासायनिक खते व कीटकनाशके यांचा अतिवापर.