لماذا يطفو الجليد

يُعدّ طفو الجليد على الماء ظاهرةً مميزةً تُخالف القاعدة العامة التي تُشير إلى غرق المواد الأكثر كثافة من الماء.

الشرح العلميّ:

• كثافة الماء: تبلغ كثافة الماء في حالة سائلة حوالي 1 جرام/سم3 عند درجة حرارة 4 مئوية.
• كثافة الجليد: تبلغ كثافة الجليد حوالي 0.917 جرام/سم3، أي أقلّ من كثافة الماء السائل.
• سبب الطفو:
  • السبب الرئيسيّ لطفو الجليد هو اختلاف كثافته عن كثافة الماء السائل.
  • عندما يُجمّد الماء، تتباعد جزيئاته عن بعضها البعض بشكلٍ أكبر ممّا هي عليه في الحالة السائلة.
  • يُؤدّي ذلك إلى انخفاض كثافة الجليد، ممّا يجعله أقلّ كثافةً من الماء السائل.
  • بالتالي، يطفو الجليد على سطح الماء.

مثال توضيحي:

• تخيل وعاءً مليئًا بالماء:
  • ضع قطعة من الجليد في الماء:
    • ستغرق القطعة في البداية بسبب جاذبية الأرض.
    • لكنّها ستُزيح كميةً من الماء تعادل حجمها.
  • قارن كثافة قطعة الجليد وكمية الماء المُزاحة:
    • ستجد أن كثافة قطعة الجليد أقلّ من كثافة كمية الماء المُزاحة.
    • بالتالي، ستُمارس كمية الماء المُزاحة قوة طفوٍ على قطعة الجليد أكبر من قوة جاذبية الأرض.
    • وذلك ما يُؤدّي إلى طفو قطعة الجليد على سطح الماء.

استثناءات:

• ماء البحر:
  • يُعدّ ماء البحر أكثر كثافةً من الماء العادي بسبب احتوائه على أملاحٍ ذائبة.
  • في بعض الحالات، قد يغرق الجليد في ماء البحر، خاصةً القطع الصغيرة منه.
• الضغط:
  • في أعماق المحيطات، حيث يكون الضغط مرتفعًا جدًا، تتقلّص جزيئات الماء، ممّا يُؤدّي إلى زيادة كثافته.
  • في هذه الظروف، قد يغرق الجليد حتى لو كانت كثافته أقلّ من كثافة الماء.

خاتمة:

• يطفو الجليد على الماء بسبب اختلاف كثافته عن كثافة الماء السائل.
• تتباعد جزيئات الماء في الجليد عن بعضها البعض بشكلٍ أكبر ممّا هي عليه في الحالة السائلة.
• يُؤدّي ذلك إلى انخفاض كثافة الجليد، ممّا يجعله أقلّ كثافةً من الماء السائل.
• بالتالي، يطفو الجليد على سطح الماء.