ما هي درجة تجمد الماء وهل يمكن منعه من التجمد؟!

يتكون الماء من ذرة أكسجين واحدة وذرتي هيدروجين، ذات الصيغة الكيميائية H2O. يتمتع الماء بخصائص عديدة من أهمها أنّه لا رائحة أو طعم أو لون له.

إذا كنت تبحث عن الدرجة التي تسبب تجمد الماء عند الوصول إليها، فستجد شرحًا يوضح ذلك، من خلال الموضح أدناه، بالإضافة إلى هل يمكن منع الماء من التجمد وما حقيقة ذلك؟

ما هي قياسات درجات الحرارة؟

قبل ذكر درجة تجمد الماء، يجب عليك أن تعلم أنَّ هناك 3 أنواع يمكن من خلالها قياس درجة الحرارة، حيث يتم ذلك من خلال جهاز مقياس الحرارة أو ما يسمى بالثيرموميتر أو المِحْرار.

جهاز مقياس الحرارة: هو أداة لقياس درجة الحرارة وهذا واضح من اسمه، وهو عبارة عن أنبوب بلاستيكي أو قد يكون زجاجي، يتضمن الزئبق أو الكحول، ينقسم إلى عدة درجات حرارية.

يوجد أجهزة أخرى تكون رقمية أو إلكترونية، تتميز بسهولة الاستخدام والدقة.

كما ذكرنا سابقًا هناك 3 أنواع لقياس درجة الحرارة، لكن مع العلم أنَّه يوجد أنواع أخرى لكن الأنواع الثلاثة التي سنتحدث عنها هي الأشهر والأكثر استخدامًا على الإطلاق. إليك التالي:

الوحدة المئوية

الوحدة المئوية أو ما تسمى بالوحدة السلسيوسية (بالإنكليزي: Celsius)، والتي ذات الرمز المشهور (°م أوC° )، وهي أكثر الأنواع استخدامًا، سميت بهذا الاسم نسبة لاسم العالم السويدي سيلسيوس، حيث هو من اقترحها.

الوحدة الفهرنهايتية

تسمى الوحدة الفهرنهايتية بالإنكليزي: Fahrenheit، ذات الرمز (F°)، سميت بهذا الاسم نسبة لاسم العالم الألماني دانيال فهرنهايت.

وحدة كلفن

تسمى وحدة كلفن بالإنكليزية: Kelvin، ذات الرمز (K)، سميت بهذا الاسم نسبة لاسم العالم البريطاني لورد كلفن.

ما هي درجة تجمد الماء؟

بعد أن تعرفنا على أشهر الوحدات القياسية لدرجة الحرارة، الآن يمكن أن نتحدث عن الدرجة التي يتجمد عندها الماء.

من المعروف عند جميع الأشخاص أن درجة تجمد الحرارة هي الصفر، لكن الصفر عند مقياس كلفن يختلف عند قياس الوحدة المئوية، فكلفن يقيس على أساس الصفر المطلق أي بالنسبة للكون كله، قد يكون أمر معقد بعض الشيء، لكن ما هو إلا اختلاف وحدات قياس.

إَّن درجة تجمد الماء بالنسبة لوحدة قياس كلفن هي 273 كلفن.

أما بالنسبة للوحدة المئوية هي 0 درجة مئوية، وبالتالي نتيجة إلى ما سبق فإنَّ 0 درجة مئوية = 273 كلفن.

العالم كلفن اعتمد الصفر على الإطلاق الكون ككله، حيث أنَّ أقل درجة يمكن يصل إليها الكون هي – 273 درجة مئوية. لا يمكن القول 0 درجة كلفن، بل نكتفي ب 0 كلفن، دون ذكر درجة.

أما بالنسبة لوحدة الفهرنهايت فعند 32 درجة فهرنهايت يتجمد الماء.

ما هي التحولات التي تطرق على الماء؟

إنَّ اكتساب أو إطلاق الطاقة الكامنة المتواجد داخل أي مادة بما فيها الماء، هو الذي يسبب التحول من مادة إلى مادة أخرى وأشهر التحولات هي:

  • الترسيب: هو تحول الغاز إلى صلب دون مرور المادة بالحالة السائلة، مثال على ذلك: تحول البخار إلى صقيع.
  • التبخر: هو التحول من السائل إلى الغاز بشكل مباشر.
  • التجمد: هو التحول من السائل من الصلب.
  • الذوبان: هو التحول من الصلب إلى السائل.
  • التكثيف: هو التحول من الغاز إلى السائل.
  • التسامي: هو التحول من الصلب إلى الغاز بشكل مباشر، أي دون أن يتحول الصلب إلى سائل ثم إلى غاز.

هل يمكن منع الماء من التجمد؟

بعض الباحثين السويسريين تمكنوا من تطوير طريقة من أجل الحفاظ على المادة السائلة ومنعها من التحول إلى المادة الصلبة، أي الجليد، وذلك من خلال حبس الماء داخل قنوات نانوية بداخل مواد دهنية.

سبب هذه الدراسة التي أجريت، من أجل منع تلف المواد العضوية التي تكون مجهزه للدراسة.

كما هنالك دراسة أجريت من قبل علماء من السويد وكان مفادها النجاح في منع تجميد الماء وذلك حتى درجة 45 درجة مئوية تحت الصفر.

نجح مجموعة من الكيميائيين والفيزيائيين في منع تجمد الماء وذلك حتى درجة 263 درجة مئوية تحت الصفر، والذين بعتو من المعهد الفدرالي للتكنولوجيا، المتواجد في جامعة زيوريخ في سويسرا.

إنَّ هذه الطريقة تعتمد على استخدام شكل من أشكال الحبس النانوي لجزيئات الماء وذلك من خلال مساعدة الأغشية التي تحتوي على دهون مركبة.

كلمة أخيرة

قد يعتقد البعض أنَّه إذا كان الماء يحتوي على بعض الشوائب فغالبًا لن يتجمد عندما تصل درجة الحرارة إلى صفر درجة مئوية.

في بعض الحالات قد نشاهد درجات حرارة في الخارج أقل من الصفر درجة مئوية ولا يتجمد الماء، هذا ما دفع العلماء إلى البحث المكثف عن هذه الظاهرة، لكن ما زال المعترف عليه هو أن درجة تجمد الماء صفر درجة مئوية.

يجب أن يكون الماء نقي لكي يتجمد بدرجة حرارة صفر مئوية، لكن خلاف ذلك لا يوجد أدلة واضحة حول عدم تجمد الماء بدرجة حرارة صفر درجة مئوية.

قد يعجبك ايضا
اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

تذكر أنه لا يلفظ من قول إلا لديه رقيب عتيد

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.