هل يمكن أن يكون للماء كثافتان مختلفتان من خلال إحداث تغيير في درجة الحرارة؟ تُعرَّف الكثافة بأنها مقياس للكتلة بكمية أو حجم معين من مادة ما. يمكن حساب كثافة أي مادة من خلال عملية حسابية بسيطة، والتي تقسم كتلة المادة على حجمها. سؤال اليوم حول كثافة الماء في ظل تغير درجة الحرارة. تقول العبارة أن الماء يمكن أن يكون له كثافتان مختلفتان من خلال إحداث تغيير في درجة الحرارة. في السطور القادمة، سنعرف ما إذا كانت عبارة صحيحة أم خاطئة.
يمكن أن يكون للماء كثافتان مختلفتان من خلال إحداث تغيير في درجة الحرارة. هل هذا البيان صحيح أم خطأ؟
القول بأن الماء يمكن أن يكون له كثافتان مختلفتان عن طريق تغيير درجة الحرارة صحيح ؛ لأن كثافة الماء تتأثر بدرجة الحرارة، فعند إحضار نفس الكمية من الماء وتبريدها أو تسخينها، تتغير كثافتها مع تغير درجة الحرارة، فتكون كثافة الماء حوالي 1 جرام لكل مليلتر، ولكن هذه الكثافة تتغير مع تغير درجة الحرارة. اختلاف درجات الحرارة، وأقرب مثال من حياتنا اليومية هو الثلج والماء، فإذا أحضرنا كميتين متساويتين من الماء ووضعنا الكمية الأولى في الفريزر حتى يتحول إلى قالب ثلج ونترك الكمية الأولى بدون تأثير، أي ستعمل درجة الحرارة في هذه التجربة على تقليل كثافة الماء المثلج، وهذا ما يفسر ظاهرة تطفو المكعبات في كوب من العصير، وهذا يفسر تطفو الجبال الجليدية على سطح الماء.
بالطبع، تتغير كثافة الماء عندما ترتفع درجة حرارته. على سبيل المثال، كثافة كمية من الماء عند درجة حرارة 10 درجات مئوية هي 0.99975، بينما كثافة نفس الكمية من الماء عند درجة حرارة 60 درجة مئوية هي 0.98338.
هل الملوحة تؤثر على كثافة الماء؟
ذكرنا أعلاه أنه يؤثر على كثافة الماء، كما تؤثر الملوحة على كثافة الماء. عندما يتم إذابة كمية من الملح في الماء العذب، تزداد كثافة الماء بسبب زيادة كتلة الماء ؛ لأن أيونات الملح أثقل من جزيئات الماء، وهنا تكون العلاقة مباشرة، أي كلما زادت ملوحة الماء، زادت كثافته. لذلك نجد أن مياه المحيطات أكثر كثافة من المياه العذبة. لأن مياه المحيط كما نعلم هي مياه ذات ملوحة أكبر من المياه العذبة، فإن كثافة المياه العذبة تقارب 1000 كيلوجرام لكل متر مكعب، بينما كثافة مياه البحر أو المحيطات هي 1020-1030 كيلوجرام لكل متر مكعب.
ما هي خواص الماء؟
الماء هو المكون الرئيسي للحياة، وفيما يلي سنتعرف على أبرز خصائصه الفريدة
- الماء مذيب ممتاز للماء قدرة عالية على إذابة معظم المواد الأيونية والقطبية، لكن الخطأ الشائع هو الاعتقاد بأن الماء له القدرة على إذابة جميع المواد، لذلك يقول البعض أن الماء مذيب عالمي، وهذا المصطلح هو غير دقيق؛ على سبيل المثال، يمكن أن يذيب الماء الأملاح والسكريات، لكنه لا يذيب الزيوت. لأن جزيئات الزيت لا تنجذب إلى جزيئات الماء، لذلك عندما تخلط الماء بالزيت، يطفو الزيت على السطح وينفصل عن الماء.
- الماء أقل كثافة في الحالة الصلبة هذا ما ذكرناه في بداية مقالنا. الجليد الصلب أقل كثافة من الماء السائل.
- الماء له خصائص تماسك ولصق جزيئات الماء لها قوى متماسكة تجعلها قادرة على تكوين روابط هيدروجينية بين جزيئاتها، والماء له قوى لاصقة تسمح له بالالتصاق بالمواد الأخرى.
- الماء له حرارة عالية من التبخر يمكن تحويل الماء من شكله السائل إلى بخار عند تسخينه للوصول إلى حرارة التبخر.
- يتمتع الماء بسعة حرارية عالية مما يعني أنه لرفع درجة حرارة كمية من الماء، يلزم توفير كمية كبيرة من الطاقة.
يمكن أن يكون للماء كثافتان مختلفتان من خلال إحداث تغيير في درجة الحرارة. تحدثت مقالة اليوم عن كثافة الماء وكيف تتغير مع تغير درجة الحرارة. كما ذكرت بعض الخصائص الفريدة للمياه التي لا توجد في أي سائل أو مادة أخرى.