شذوذ مائي

فهم الشذوذات المائية

يتمدد كل جسم (يزداد حجمه) عندما ترتفع درجة حرارته، وينكمش (ينقص حجمه) عندما suhu يتقلص حجم الجسم. يتمدد الماء أيضًا عندما ترتفع درجة حرارته وينكمش عندما تنخفض درجة حرارته، ولكن ليس عند درجة حرارة 0 مئوية.^oC - 4^oج. بين درجتي الحرارة 0 ^oمن ج إلى ٠ ^oج، يقل حجم الماء (ينكمش الماء) مع ارتفاع درجة الحرارة. إذا قمنا بتسخين الماء عند درجة حرارة 0 ^oكلما زادت سخونة الماء، قلّ حجمه. تتوقف عملية الانكماش عندما تصل درجة حرارة الماء إلى 4 درجات مئوية. ^oج. أعلى من 4 ^oج- يزداد حجم الماء (يتمدد الماء) مع ارتفاع درجة الحرارة. وعلى العكس، يتمدد الماء (يزداد حجم الماء) عندما تنخفض درجة الحرارة من 4. ^oمن ج إلى ٠ ^oج. يُعرف هذا الماء الغريب باسم شذوذ المياه.

على سبيل المثال، نضع الماء عند درجة حرارة 30^oج في الفريزرعندما تكون في الداخل الفريزرتنخفض درجة حرارة الماء. وعندما تنخفض درجة حرارة الماء، ينخفض ​​حجمه أيضًا (ينكمش). وعندما تصل درجة حرارته إلى 4 ^oج، يبدأ الماء بالتمدد (يزداد حجم الماء). ويتوقف تمدد الماء عندما تصل درجة الحرارة إلى الصفر. ^oج. يختلف هذا عن الأجسام الأخرى التي تستمر في الانكماش (يقل حجم الجسم) عندما تنخفض درجة حرارة الجسم إلى الصفر.^oC.

عندما يتقلص حجم جسم ما ((ينخفض ​​حجم الجسم). ماسا جينيس أو تزداد كثافة الجسم. وعلى العكس، عندما يتمدد الجسم (يزداد حجمه)، تقل كثافته أو كتلته. صيغة الكثافة = الكتلة / الحجم. تبقى كتلة الجسم ثابتة دائمًا. في حين أن حجمه قد يتغير تبعًا لدرجة الحرارة. ينكمش الماء (ينخفض ​​حجمه) فقط حتى درجة حرارة 4 ^oجـ، لذلك يكون للماء أعلى كثافة عند درجة حرارة 4 ^oC.

انظر إلى الرسم البياني أدناه. يوضح هذا الرسم البياني العلاقة بين حجم الماء ودرجة الحرارة.

فوائد الشذوذات المائية

تظهر فوائد الظواهر المائية الشاذة بشكلٍ أوضح في المناطق ذات الشتاء البارد. فمع حلول فصل الشتاء، تنخفض درجات حرارة الهواء، فيتلامس سطح الماء مع الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الماء على سطح الأنهار أو البحيرات. ومع انخفاض درجة حرارة الماء، يقل حجمه أيضاً، وبالتالي تزداد كثافته. يكون الماء على السطح أكثر كثافة من الماء في الأعماق، ولذلك يغوص. أما الماء في الأعماق، فيطفو لارتفاع كثافته. وتستمر هذه العملية حتى تصل درجة حرارة الماء إلى 4 درجات مئوية. ^oج. تذكر أن الماء ينكمش (يقل حجم الماء) حتى 4 فقط ^oج. لذلك، يكون للماء أعلى كثافة عند درجة حرارة 4 ^oC.

عندما تنخفض درجة حرارة الماء على سطح النهر أو سطح البحيرة عن 4 ^oج- يتمدد الماء على السطح (يزداد حجمه). وبسبب ازدياد حجم الماء، تقل كثافته. ولأن كثافة الماء على السطح أقل من كثافة الماء تحته، فلا يستطيع الماء على السطح النزول إلى الأسفل. يبقى الماء على السطح في الأعلى ويتجمد أولاً عندما تنخفض درجة حرارته إلى الصفر المئوي.^oج. لأنه يتلامس مع الماء على السطح، فإن الماء الموجود أسفل السطح يبدأ أيضًا في التجمد مع انخفاض درجة حرارة الماء إلى 0.^oج. وهكذا دواليك. تبدأ عملية التجمد في الماء على السطح. أما الماء في قاع البحيرة أو مجرى النهر فلا يتجمد عادةً لأن درجة حرارة الهواء ليست منخفضة جدًا. ولأن الماء في القاع لا يحصل على نصيبه من الجليد، فإن الأسماك والكائنات الأخرى التي تعيش في قاع البحيرة أو مجرى النهر تنجو من فصل الشتاء.

ريفرينسي