تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
الكتل الثلجية المتدلية
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص527
2025-08-30
40
لماذا يبلغ عرض طرف الكتل الثلجية المتدلية على شكل مخروطي بضعة مليمترات فقط؟ لماذا يمتد عمود ضيق من السائل إلى أعلى بطول مركز أي كتلة ثلجية متدلية (لا تزال في طور النمو والتكون شكل1 ) ما الظروف التي يخضع فيها الماء للتجمد؟ وكيف يتمكن من التجمُّد آخذين في الاعتبار وجوده معزولاً في مركز الكتلة الثلجية؟ لماذا يمتد خط أبيض بطول المحور المركزي للكتلة الثلجية المتدلية؟ لماذا تتكون أضلاع ثلجية أفقية على طول الجانب؟ لماذا تكون بعض أجزاء الكتلة الثلجية المتدلية صلبة، بينما تكون الأخرى إسفنجية هشَّة بحيث يمكن خرقها بسكين جيب بسهولة؟ لماذا تكون بعض الكتل الثلجية المتدلية ملتوية أو متشابكة؟
الجواب : يُوجد الكثير من التساؤلات حول الكتل الثلجية المتدلية، ومن المثير للدهشة أنه لم يُجب عن كلُّ هذه الأسئلة بشكل وافٍ، ولكن إليكم ما أفهمه عن الأمر. تبدأ الكتل الثلجية المتدلية في التكون عندما يتسرب الماء من داعم مرتفع، مثل المزراب الموجود على أسطح المنازل، ويُشكل قطرة متدلية. قد تتجمد القطرة بالكامل، أو ربما سطحها فقط، مكونا قشرة رقيقة حول السائل المتبقي. ومع تزايد تسرب الماء إلى الهيكل وتجمده، ينمو الهيكل الثلجي إلى أسفل وإلى الخارج.
يمكن أن يُحفظ السائل داخل القشرة الثلجية بفضل التوتر السطحي، الذي يرجع إلى قوى الجذب بين جزيئات الماء. يمكن أن يتجمد السائل فقط إذا حدث التوصيل الحراري للطاقة الحرارية إلى أعلى بطول الكتلة الثلجية المتدلية حتى «أساسها» (قمتها). لا يمكن أن تُفقد الطاقة الحرارية أفقيًا من خلال القشرة؛ وذلك لأنَّ كلا جانبيها (عند سطح السائل وعند سطح الهواء يكون لهما نفس درجة الحرارة؛ أي نقطة تجمد الماء. وفي ضوء عدم وجود اختلاف في درجة حرارة سماكة القشرة، لا يمكن توصيل الطاقة الحرارية من خلال القشرة.
الشكل 1 بنية كتلة ثلجية متدلِّية.
عندما يتجمد الماء الداخلي، يخرج الهواء الذائب من المحلول ويُكون فقاعات تَعْلَق بعد ذلك داخل الثلج بطول المحور المركزي حيث يتجمد السائل في النهاية. يمكن لهذه الفقاعات الفردية أن تُشتّت ضوء الشمس، والمركَّب الناتج من الضوء المشتّت ا الذي يخرج منها يُنتج الخط الأبيض الذي يمتد بطول محور الكتلة الثلجية المتدلية. على الأرجح يبدأ تكون الأضلاع الثلجية على امتداد جانب الكتلة الثلجية المتدلية بفعل الاختلالات العارضة في تدفق الماء إلى أسفل على الجانبين. وبمجرد تكون هذه الأضلاع فإنها تنمو متفرعة إلى الخارج أسرع من التجاويف المتوسطة لسببين، وهما أنها تكون مُغطَّاة بطبقة من الماء أرقّ من تلك التي تُغطّي التجاويف، كما أنها تبرز في الهواء البارد أكثر ومِن ثَمَّ تكون أكثر عرضةً له. لهذين السببين من الأرجح أن يتجمد الماء على تلك الأضلاع أسرع من الماء في التجاويف. عادةً ما يتجمد الماء في التجاويف ويُصبح عبارة عن شبكة من الماء الثلجي الإسفنجي الذي يمكنك أن تُدخل فيه شفرة سكين. إذا بدأ السائل الذي يُغلّف الكتلة الثلجية المتدلية في التجمد (عندما يكون الهواء باردًا وإمدادات المياه قليلة، يتجمد السطح الخارجي من الطبقة أولًا ويحبس مؤقتًا باقي السائل أسفل قشرة من الجليد عندما يتجمد الماء، فلا بدَّ أن يتمدد. وعلى الكتلة الثلجية يدفع ا التمدد السائل من خلال القشرة الثلجية في مناطق مختلفة. وبينما يخرج المتدلية السائل ويتجمد في هذه المناطق، فإنه يُكوِّن أشواكا قصيرة على الكتلة الثلجية المتدلية. إذا ضربت الرياح إحدى الكُتل الثلجية المتدلية أثناء تكونها، فستصبح ملتوية ومتشابكة، أما إذا نمَتْ على فرع شجرة يتدلى تدريجيًّا جرّاء ضغط وزن الكتلة الثلجية المتدلية عليه، فقد تنتهي الحال بالكتلة مقوسةً ومائلة بشكل ملحوظ. كما يمكن للثلوج المتساقطة والذوبان غير المتساوي أن تُشوِّه الشكل المثالي للكتلة الثلجية المتدلية. إذا تشكلت الكتل الثلجية المتدلية على أحبال الغسيل أو أسلاك الهواتف أو خطوط الطاقة أثناء المطر المتجمد، فقد تكون المسافات التي تفصل بينها منتظمة وتبلغ بضعة سنتيمترات. ربما يعود هذا النمط الدوري إلى ميل الغطاء المائي الأولي إلى تقليص مساحة سطحه عن طريق إعادة تنظيم شكله مكوناً شكلا خرزيًا. تُعيد أي موجة تصادفية تنظيم شكل الكتلة والتوتر السطحي، ثم تسحب الماء حتى يتجمع على هيئة خرزات تفصل بينها مسافات تقارب الطول الموجي لتلك الموجة التصادفية، ثم تنمو تلك الخرزات وتُصبح كُتَلا ثلجية متدلية.
الاكثر قراءة في الديناميكا الحرارية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
