هل يمكن أن يكون للماء كثافتين مختلفتين عند تغير درجة الحرارة؟تعرف الكثافة بأنها مقياس لمعرفة الكتلة الموجودة في كمية أو حجم معين من المادة، ويمكن حساب كثافة أي مادة من خلال عملية رياضية بسيطة وهي قسمة كتلة المادة على حجم المادة ، وسؤال اليوم يتحدث عن كثافة الماء في ظل التغير في درجة الحرارة، فتقول العبارة أنه يمكن للماء كثافتين مختلفتين عن طريق إحداث تغير في درجة الحرارة. وفي السطور القادمة سنتعرف على ما إذا كانت هذه العبارة صحيحة أم خاطئة.
يمكن أن يكون للماء كثافتين مختلفتين مع تغير درجة الحرارة. هل هذا البيان صحيح أم خطأ؟
العبارة التي تقول إن الماء يمكن أن يكون له كثافتان مختلفتان عند تغير درجة الحرارة هو العبارة الصحيحة; ولأن كثافة الماء تتأثر بدرجة الحرارة، فعندما تحضر نفس الكمية من الماء وتبرده أو تسخنه فإن كثافته تتغير مع تغير درجة الحرارة، فتبلغ كثافة الماء 1 جرام لكل مليلتر تقريبا، ولكن هذه الكثافة يتغير مع اختلاف درجات الحرارة، وأقرب مثال لحياتنا اليومية هو الثلج والماء إذا أحضرنا كميتين متساويتين من الماء ووضعنا الكمية الأولى في الفريزر حتى تتحول إلى قالب من الثلج وتركنا الكمية الأولى وبدون أي تأثير على درجة الحرارة في هذه التجربة ستنخفض كثافة الماء المثلج، وهذا ما يفسر ظاهرة طفو مكعبات الثلج في كوب العصير، وهذا ما يفسر طفو الجبال الجليدية على سطح الماء.
وبطبيعة الحال، تتغير كثافة الماء عندما ترتفع درجة حرارته. على سبيل المثال، كثافة كمية من الماء عند درجة حرارة 10 درجة مئوية هي 0.99975، في حين أن كثافة نفس الكمية من الماء عند درجة حرارة 60 درجة مئوية هي 0.98338..
هل تؤثر الملوحة على كثافة الماء؟
ذكرنا أعلاه أن درجة الحرارة تؤثر على كثافة الماء، كما تؤثر الملوحة على كثافة الماء. عند إذابة كمية من الملح في الماء العذب، تزداد كثافة الماء بسبب زيادة كتلة الماء؛ لأن أيونات الملح أثقل من جزيئات الماء، وهنا العلاقة أسية، أي كلما زادت ملوحة الماء، زادت كثافته، لذلك نجد أن ماء المحيط أكثر كثافة من الماء العذب؛ لأن مياه المحيطات كما نعلم هي مياه ذات ملوحة أكبر من المياه العذبة، فتبلغ كثافة المياه العذبة ما يقارب 1000 كيلوجرام لكل متر مكعب، بينما تبلغ كثافة مياه البحر أو المحيط 1020-1030 كيلوجرام لكل متر مكعب..
ما هي خصائص الماء؟
الماء هو المكون الرئيسي للحياة، وفيما يلي سنتعرف على أكثر خصائصه الفريدة:
- الماء مذيب ممتاز: يتمتع الماء بقدرة عالية على إذابة معظم المواد الأيونية والقطبية، ولكن من الخطأ الشائع الاعتقاد بأن الماء لديه القدرة على إذابة جميع المواد، لذلك يقول البعض أن الماء مذيب عالمي، وهذا المصطلح غير دقيق؛ على سبيل المثال، يمكن للماء أن يذيب الأملاح والسكريات، لكنه لا يذيب الزيوت. لأن جزيئات الزيت لا تنجذب إلى جزيئات الماء، لذلك عندما يختلط الماء بالزيت يطفو الزيت على السطح وينفصل عن الماء.
- الماء أقل كثافة في الحالة الصلبةوهذا ما ذكرناه في بداية مقالنا، فالثلج الصلب أقل كثافة من الماء السائل.
- الماء له خصائص متماسكة و لاصقةتتمتع جزيئات الماء بقوى تماسك تجعلها قادرة على تكوين روابط هيدروجينية بين جزيئاتها، كما أن للماء قوى لاصقة تسمح له بالالتصاق بالمواد الأخرى.
- الماء لديه حرارة تبخر عاليةر: يمكن أن يتحول الماء من حالته السائلة إلى بخار عند تسخينه ليصل إلى حرارة التبخر.
- الماء لديه قدرة حرارية عاليةبمعنى أنه لرفع درجة حرارة كمية من الماء نحتاج إلى كمية كبيرة من الطاقة.
يمكن أن يكون للماء كثافتين مختلفتين مع تغير درجة الحرارةتحدث مقال اليوم عن كثافة الماء وكيف تتغير مع تغير درجة الحرارة، كما ذكر بعض الخصائص الفريدة للمياه التي لا توجد في أي سائل أو مادة أخرى.