لماذا الثلج يطفو في الماء إذا كانت نفس المادة؟

الثلج يطفو في الماء بسبب كثافته. الجليد هو الحالة الصلبة للمياه. تحتوي هذه الحالة على بنية وشكل ووحدات تخزين محددة جيدًا. عادةً ما تكون كثافة المادة الصلبة أكبر من كثافة السائل ، ولكن العكس يحدث في حالة الماء.

في ظروف الضغط العادية (جو واحد) ، يبدأ الجليد في الحدوث عندما تكون درجة الحرارة أقل من 0 درجة مئوية.

الماء وكثافته

تتشكل جزيئات الماء بواسطة ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة ، مع الصيغة التمثيلية لـ H2O.

في حالة الضغط العادي ، يكون الماء في حالة سائلة ، بين 0 و 100 درجة مئوية. عندما تكون المياه في هذه الحالة ، تتحرك الجزيئات بدرجة من الحرية لأن درجة الحرارة هذه توفر الطاقة الحركية للجزيئات..

عندما يكون الماء أقل من 0 درجة مئوية ، لا تملك الجزيئات طاقة كافية للانتقال من جانب إلى آخر. كونهم قريبين من بعضهم البعض ، يتفاعلون مع بعضهم البعض ويتم ترتيبهم بطرق مختلفة.

جميع الهياكل البلورية التي يمكن أن يكون الجليد لها متناظرة. الترتيب الرئيسي هو سداسية ومع روابط الهيدروجين التي تعطي مساحة أكبر بكثير للهيكل مقارنة مع الماء.

لذلك ، إذا دخلت كمية أكبر من المياه إلى كمية معينة ، فيمكن القول أن الحالة الصلبة للماء أقل كثافة من حالتها السائلة..

بسبب هذا الاختلاف في الكثافة ، تحدث ظاهرة تطفو الجليد في الماء.

أهمية الجليد

يستفيد الناس والحيوانات في جميع أنحاء العالم من هذه الخاصية المائية.

عندما تتشكل طبقات الجليد على أسطح البحيرات والأنهار ، يكون للأنواع التي تعيش في القاع درجة حرارة أعلى قليلاً من 0 درجة مئوية ، بحيث تكون الظروف المعيشية أكثر ملاءمة لهذه.

يستفيد سكان المناطق التي تنخفض فيها درجات الحرارة عادةً من هذا العقار في البحيرات للتزلج وممارسة بعض الألعاب الرياضية.

من ناحية أخرى ، إذا كانت كثافة الجليد أكبر من كثافة المياه ، فإن الغطاء الجليدي الكبير سيكون تحت سطح البحر ولن يعكس جميع الأشعة التي تصل إلى هذه.

هذا من شأنه أن يزيد كثيرا من متوسط ​​درجة حرارة الكوكب. بالإضافة إلى ذلك ، لن يكون هناك توزيع البحار كما هو معروف حاليا.

بشكل عام ، يعد الثلج مهمًا جدًا لأنه يحتوي على عدد لا يحصى من الاستخدامات: من المشروبات المنعشة والحفاظ على الطعام إلى بعض التطبيقات في الصناعة الكيميائية والصيدلانية وغيرها..

مراجع

1. تشانغ ، ر. (2014). الكيمياء (الدولية ، الحادية عشرة ؛ إد.). سنغافورة: ماكجرو هيل.
2. Bartels-Rausch، T.، Bergeron، V.، Cartwright، J. H. E.، Scribe، R.، Finney، J.L، Grothe، H.، Uras-Aytemiz، N. (2012). هياكل الجليد وأنماطه وعملياته: منظر عبر الحقول الجليدية. تقييمات الفيزياء الحديثة ، 84 (2) ، 885-944. دوى: 10.1103 / RevModPhys.84.885
3. Carrasco، J.، Michaelides، A.، Forster، M.، Raval، R.، Haq، S.، & Hodgson، A. (2009). هيكل جليدي أحادي البعد مبني من البنتاغونات. مواد الطبيعة ، 8 (5) ، 427-431. دوى: 10.1038 / nmat2403
4. Franzen، H. F.، & Ng، C. Y. (1994). الكيمياء الفيزيائية للمواد الصلبة: المبادئ الأساسية للتماثل واستقرار المواد الصلبة البلورية. River Edge، NJ؛ Singapore؛: World Scientific.
5. Varley، I.، Howe، T.، & McKechnie، A. (2015). تطبيق الثلج للحد من الألم والتورم بعد جراحة المولي الثالثة - مراجعة منهجية. المجلة البريطانية لجراحة الفم والوجه والفكين ، 53 (10) ، e57. Doi: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
6. Bai، J.، Angell، C.A.، Zeng، X.C & & Stanley، H.E (2010). clathrate أحادي الطبقة الخالي من الضيف وتعايشه مع الجليد عالي الكثافة ثنائي الأبعاد. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية ، 107 (13) ، 5718-5722. Doi: 10.1073 / pnas.0906437107