درس لماذا يطفو الجليد في مادة العلوم
في المناطق القطبية يرى الجليد طافياً
كشريحة – يتراوح سمكها حسب درجة إنخفاض
الحرارة – فوق سطح مياه البحر ، و عند
القطب الشمالي تحديدا فإن الجليد يشكل
يابسة أرضية طافية فوق محيط ( و هو المسمى
بالمحيط المتجمد الشمالي ) ، و حقيقة فإن
المحيط لا يكون متجمداً بالكلية و إنما تتجمد
طبقة من سطحه بسماكة معينة تزداد كلما إنخفضت
درجة الحرارة و تقل إذا ما إرتفعت درجات الحرارة ،
و قطعا سوف تتلاشى لو كان الإرتفاع قد أصبح كبيراً و
أصبحت درجة الحرارة فوق الصفر و لفترة طويلة ( و
لكن هذا لا يحدث طبعاً في منطقة القطب أبداً ) . كما
إنك و في فصل الصيف الحار عندا تضيف مكعبات من
الجليد إلى كأ الماء الذي تشربه فإنك تلاحظ طوفان
تلك المكعبات على سطح الماء و عدم غرقها إلى قاع
الكوب كما يبدو منطقيا للوهلة الاولى من مبدأ أن
القوام الصلب هو أكثف من القوام السائل. حقيقة إسترعت
هذه الظاهرة أنظار العلماء و أخذت مساحة واسعة من
تجاربهم حول السائل الأكثر وجودا في الطبيعة و هو
الماء ، فوجدوا أن الماء يشذ – و هو الوحيد من بين
كل سوائل الأرض ، بل من كل عناصر و مركبات الكون قاطبة
– عن قاعدة الإنكماش مع الإستمرار في تخفيض الحرارة ما
دون الأربع درجات مئوية ( 277 درجة كلفن ) . و سميت
تلك الظاهرة ( ظاهرة شذوذ الماء ) و هي تعني أن الماء
يستمر في الإنكماش كلما إنخفضت درجة الحرارة حتى إذا
وصلت درجة الحرارة إلى 4 درجات مئوية و بقينا نبرد في
الماء فإن الماء يبدأ بالتمدد ، لذلك فكلما بردنا الماء
حتى دون الصفر بعدما يصبح جليداً فإنه يتمدد و يزداد
بالتالي حجم الجليد كلما بردنا أكثر فأكثر ، و حيث أنه
معلوم فيزيائيا أنه بإزياد الحجم و ثبات الكتلة فإن
الكثافة تقل ، و بالتالي فكثافة الجليد حتما أقل من
كثافة الماء فلذلك يطفو !
المصدر: درس لماذا يطفو الجليد في مادة العلوم
