كيف يتجمد الماء؟ لماذا يمكن أن تنخفض درجة حرارته إلى ما دون درجة التجمد، بدرجات عديدة على الأرجح، دون أن يتجمد؟ يُقال إن هذا الماء السائل المبرد قد تعرض لـ «التبريد الفائق».

 الجواب: يحتاج الماء إلى عامل تَنَو حتى يتجمد؛ أي إنه يحتاج إلى ذرة غبار أو بعض الهواء المذاب أو أي مادة أخرى حتى يبدأ تراكم جزيئات الماء في شكل بلورة ثلجية. يتعلق سبب ذلك بالطاقة اللازمة لزيادة نصف قطر إحدى الذرات الجليدية الأولية حتى يُصبح أكبر. إذا كان نصف القُطر الأولي أصغر من نصف القُطر الحرج، فستتطلب

زيادته الكثير من الطاقة، وهو ما يعني أن حدوث هذه الزيادة سيكون غير مُحتمل. إذا تكون الجليد الأولي على عامل تنو، فقد تكون الزيادة سهلة وذلك لأن نصف القطر قد يكون بالفعل أكبر من نصف القُطر الحرج. ومع ذلك، إذا كان الجليد يفتقر إلى أحد عوامل التنوي، فإن زيادته تعتمد على التقاء جزيئات الماء في اتجاهات معينة بالصدفة. يزداد احتمال حدوث هذا الالتقاء التصادفي إذا بُرِّدَت جزيئات الماء إلى ما دون التجمد، بحيث تُصبح أقل حركة؛ ومن ثمَّ أكثر عُرضةً للتجمع والتشكل كمادة صلبة. لذلك، يمكن تبريد الماء تبريدًا فائقًا بوجود القليل من عوامل التنوي لقد بُرِّدَ الماء النقي في حاوية نظيفة حتى وصل إلى درجة حرارة سالب 20 مئوية قبل أن يتجمد، وعلى الأرجح تصل قطرات المياه الموجودة في السحاب إلى درجة حرارة سالب 40 مئوية قبل أن تتجمد. ومع ذلك حتى ماء الصنبور العادي بعوامل تنويه الوفيرة، قد لا يتجمد حتى تصل درجة حرارته إلى بضع درجات تحت درجة التجمد.

حتى يتجمد الماء على مستوى السطح الذي يلامس فيه الماء الجليد، كما هو الحال في مكعب الثلج المتجمد، فلا بُدَّ أن يفقد طاقته الحرارية في الماء أو من خلال الطبقة الجليدية التي تشكلت بالفعل. إذا حدث فقدان الطاقة الحرارية من خلال التوصيل الحراري إلى الماء فائق التبريد، فإن السطح يميل إلى تكوين جليد "جيري» يتكون من تفرعات جميلة تشبه شكل نبات السرخس عبر الماء فائق التبريد. أما إذا حدث فقدان الطاقة الحرارية من خلال التوصيل الحراري عبر الجليد المتشكل بالفعل، فسيميل السطح الذي يلامس فيه الماء الجليد إلى أن يكون مستويًا. وإذا تجمدت نقطة واحدة بعينها على السطح أسرع من باقي السطح، فستشكل نتوءًا يزيد المسافة عبر الجليد. ومِن ثُمَّ، سيتباطأ التجمد عند النتوء حتى يواكبه باقي السطح في سرعة التجمد، وبعد ذلك يُصبح السطح مستويا.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مع وصول الزيارة ذروتها.. العتبة العباسية المقدسة تستنفر ملاكاتها لخدمة زائري مرقدي الإمامين العسكريين (عليهما السلام)

قسم الشؤون الطبية: الخطة الخدمية في سامراء تضمنت مشاركة نحو ٥٠ متطوعًا من ثلاث محافظات

عبر محطات الإجابة عن الاستفتاءات الشرعية مشروع التبليغ الحوزوي يقدّم خدماته لزائري مدينة سامراء

قسم حفظ النظام يشارك في تأمين زيارة الإمام الحسن العسكري (عليه السلام) بمدينة سامراء

المزيد

الآخبار الصحية

دون آثار جانبية.. زيت عشبة طبيعية قد يعالج القلق

"ليكانيماب".. علاج الزهايمر يطرح رسميا في السوق الألمانية

متى يجب تنظيف الأسنان في الصباح.. قبل أم بعد الإفطار؟

ارتفاع الوفيات.. منظمة الصحة تدق جرس الإنذار بشأن الكوليرا

المزيد

الآخبار التكنلوجية

"واتساب" يطلق خاصية جديدة لكتابة الرسائل بالذكاء الاصطناعي

الأوكتان وتأثيره: نصائح لحماية محرك سيارتك بكفاءة وأمان

حرب شهر سبتمبر تشتعل.. ماذا في جعبة أبل وسامسونغ؟

واتساب يطلق ميزة لتعديل الرسائل بالذكاء الاصطناعي

المزيد

مواضيع ذات صلة

ما العامل المسئول عن تكوين الأشكال العامة لبلورات الثلج؟

الجلاميد الجارفة

لفائف الثلج

التزحلق على الجليد وصنع كرات الثلج

أكواخ الإسكيمو الجليدية

الأحجار التي تُلفّظ من تربة الحدائق والأراضي المنمطة

التزلج

لمس أو لعق أنبوب بارد

البروزات التي تتكوّن في التربة شتاء والبينجو الذي يتكون في التربة الصقيعية

المضلعات الجليدية القطبية

الأشكال التي تظهر داخل الثلج الذائب

مكعبات الثلج الغائمة