ما التغيرات التي تحدث لحالة الماء ولطاقته عند تجميده


ما التغيرات التي تحدث لحالة الماء ولطاقته عند تجميده

ما التغيرات التي تحدث لحالة الماء ولطاقته عند تجميده،تعتبر الماء من أساسيات الحياة ففي قوله تعالى: (وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاء كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ) صدق الله العظيم، تدل هذه الآية على أنّ الماء هو أساس الحياة على الكرة الأرضيّة، كما أن الماء يعرف  على أنه هو مركب كيميائي سائل عديم الرائحة وعديم الطعم وليس له لون، والأكثر توافراً وانتشاراً على الكرة الأرضيّة، حيث يُغطي ما نسبته 71% من مساحة الأرض، يُرمز له علميّاً بالرمز(H2O)، حيث يتكوّن جزيء الماء من ذرة أكسجين وذرتي هيدروجين ترتبط برابطة تساهميّة.

ما هي حالات الماء

ان وجود الماء في الطبيعة مهم وضروري؛ كما أنها تتواجد بثلاث حالات ألا وهي صلبة وسائلة وغازية سوف نتعرف على كل حالة بالتفصيل:

  1. الحالة الصلبة: حيث يكون الماء في تلك الحالة على هيئة ثلج أو جليد، وتكون درجة حرارته أقل من صفر مئويّ.
  2. الحالة السائلة: وهي أكثر حالة شيوعاً للماء، حيث أن الماء في هذه الحالة يكون على هيئة سائل شفاف، كما تترواح درجات حرارة الماء هنا بين صفر مئوي ودرجة الغليان 100 درجة مئوية.
  3. الحالة الغازية: يكون الماء فيها على هيئة بخار، ودرجات حرارته تختلف باختلاف الضغط الجوي.

خصائص الماء الفيزيائيّة للماء

يوجد للماء العديد من الخصائص الفيزيائية التي جعلت له قيمة كبيرة سواءً في الحياة والزراعة والصناعة وغيرها من المجالات الأخرى، فمن أهم هذه الخصائص هي:

  • التعادل الحمضي: يتميز الماء بأنه عبارة عن سائل متعادل كيميائياً، حيث أن درجة حموضتة أو قاعديتة تساوي ( PH=7)، وبالتالي يقصد من ذلك أن الماء ليس مادة حمضية أو قاعدية، بل أنه مادة متعادلة كيميائياً.
  • الإذابة: الماء يعتبر من المواد المُذيبة، بمعنى أنه يُمكن إذابة العديد من الأملاح والمواد فيه، إذ إن الماء المتواجد في الطبيعة في الغالب لا يكون نقيا بنسبة 100% والسبب في ذلك هو وجود الأملاح والغازات فيه التي تستمد من الطبيعة.
  • الحرارة النوعية: الماء يتميز بامتصاصه للحرارة قبل أن يسخن، ولذلك نرى أن أصحاب بعض المحلات التجارية يقومون برش الماء على الأرض في الأيام الحارة.
  • الشذوذ: هي تلك الخاصية الفريدة التي تتمثل بتمدد الماء في حالة الجليد خلال تجمده فبالتالي يزيد حجمه وتنخفض كثافته، ويطفو على سطح الماء السائل، ولذلك فائدة عظيمة للكائنات المائيّة التي توجد في المناطق المتجمدة كونها تُشكل عازلاً طبيعياً بين الغلاف الجوي البارد والماء المتواجد أسفل الحوض.
  • التوتر السطحي: يلاحظ أن قيمة التوتر السطحي للماء مرتفعة جداً والسبب في ذلك يكون هو قوى التجاذب بين جزيئاته، فالتوتر السطحي هو الذي يجعل الماء يرتفع بنفسه في الأوعيّة الشعريّة في النباتات، فيحمل الماء بواسطتها الغذاء إلى خلايا النبات لارتفاعات عاليّة، بالإضافة إلى أن هذه الخاصيّة مسؤولة عن تحريك الماء عبر الفراغات والمسامات والشقوق والأقنية وفي الصخور والتربة للأعلى لتتساوى قوة التوتر السطحي للماء مع الجاذبيّة الأرضيّة.

الأهمية الحيوية للماء

كما تعرفنا على أن الماء هي الحياة، ويمكن تفسير تلك المقولة من وجهة حيوية وذلك يكون بناء على عدة خواص مميزة يقوم بها الماء، ألا وهي أساسية لكي تستمر الحياة على وجه الأرض؛ فمن بين تلك الخواص الحيويّة قيامه بدور مذيب عام، إذ أن أغلب المواد الحيوية تكون مذابة أو معلّقة فيه، ولذلك الأمر أهمية في العمليات الاستقلاية، كما أن الماء يشكل وسطاً حيوياً يسمح بقيام تفاعلات عضوية حيوية بالتالي تؤدي في النهاية الى تأمين التناسخ الذاتي ويكمن ذلك في استمرار التناسل وبقاء الكائنات الحية.

كما أن الماء يعتبر أساسياً في حدوث عملية التركيب الضوئي وبالتالي التنفس الخلوي عند الكائنات الحيّة، كما تقوم خلايا النباتات أثناء عمليّة التركيب الضوئي باستخدام طاقة الشمس لكي تقوم بفصم الهيدروجين عن الأكسجين في جزيء الماء، حيث يتحد الهيدروجين مع ثنائي أكسيد الكربون CO2 لكي يشكل الغلوكوز ويحرر الأكسجين.

بالمقابل فان الكائنات الحية تستخدم الأكسجين لكي تحرق السكر (الكربوهيدرات بشكل عام) لتحرر الماء وغاز ثنائي أكسيد الكربون من أجل تأمين الطاقة لاستمرار الحياة. للماء أيضاً دور مهمّ في تأمين وسط معتدل أس هيدروجيني~ 7، وبالتالي في عمل الانزيمات في النهاية تحتاج جميع الكائنات الحيّة إلى كمّيّات من الماء للقيام بعمليّاتها الحيويّة، على سبيل المثال التخلص من الفضلات .