لماذا يزداد حجم الماء عندما يتجمد على عكس السوائل الأخرى ؟

Aboelshoq
منذ 12 سنة

إذا أخـذنا حجــماً معيناً من الماء وقمنا بتبريده فإن حجمــه ينكمــش وبالتــالي كثــافته تزداد مثله مثل أي ســائل آخر. غير أن المــدهش في الماء أن هذه الخـاصية تتوقف عندما تصل درجة حرارة الماء إلى (4مْ). إذا قمنا بتبريد الماء أكثر فإن حجمه بدلا من أن ينكمش يتمدد وتقل كثافته تبعا لذلك. حتى أنه حين يتجمد - أي تصبح درجة حرارته صفرا مؤويا- فإن كثافته تكون قد انخفضت بمقدار (10%) عنها عند درجة حرارة (4مْ) كما هو موضح بالشكل.
وهذا يفسر لماذا تنفجر أنابيب المياه عند التجمد. ولماذا يطفو الجليد على سطح الماء ولا تتجمد البحيرات من الأسفل إلى الأعلى. أنها لخاصية فريدة تعكس بعض تجليات اسم الحفيظ ــ سبحانه ــ الذي حفظ للكائنات البحرية في المناطق المتجمدة حقها في الحياة.
إن كل قوانين الطبيعة معلولة للرحمة، حتى شذوذ بعض الظواهر عن قوانين الطبيعة إنما يحصل تبعاً لسنة الرحمة، فمثلاً شذوذ الماء في ظاهرة التجمد في المناطق الباردة على سطح الأرض.
يعرف الغالب من المثقفين من مبادئ العلوم الطبيعية، أن هناك قانوناً ينظم العلاقة بين المادة في ابعادها وبين الحرارة هو قانون التمدد، الذي ينص: (إن ابعاد المادة تتمدد بارتفاع درجة الحرارة وتتقلص بالبرودة).. إلا أن مادة الماء والذي يشكل اكثر من ثلاث ارباع الكرة الارضية ويحوي الكثير من الكائنات الحية فلو كان الماء مثل باقي السوائل لتجمدت البحار في فصل الشتاء وماتت كل الكائنات البحرية
، فإنه يشذ عن هذا القانون عند بلوغ الماء درجة 4ْم، حيث يبدأ بالتمدد بالبرودة، ويزداد حجمه كلما ازدادات البرودة عكس المواد مما يؤدي إلى قلة كثافته خصوصاً بعد تصلبه إلى ثلج، مما يؤدي إلى ارتفاعه إلى السطح، وينزل في الوقت ذاته الماء الدافئ في (4°س) إلى القاع.
لكن الشذوذ الفعلي للماء يكمن في تعامله مع الحرارة بالتمدد والتقلص على عكس بقية المركبات المعروفة، فمن المعروف أن كثافة أي مادة تتحدد بالكتلة لتلك المادة في وحدة الحجم أي أن:
الكثافة = الكتلة/ الحجم
أي أنه وبتمدد المادة بفعل الحرارة –كما تفعل جميع المواد- فإن حجمها يزداد، مع بقاء كتلتها ثابتة، مما يؤدي إلى نقصان كثافتها.
وبتبريد المادة، فإن حجمها ينقص، مع بقاء كتلتها ثابتة، فتزداد كثافتها..... إلاّ الماء، فسبحان الله.
فالماء يسلك مثل هذا السلوك كبقية العناصر في الطبيعة، أي أنه يتمدد مثلها، ويتقلص كذلك، إلى أن تصل درجة الحرارة إلى ما دون (4°س)، حيث يشذ الماء ويبدأ بالتمدد بدلاً من التقلص، مما يقلل من كثافته أما الحكمة من ذلك –ولله في خلقه شؤون- فهو أن الماء في البحار والمحيطات في المناطق الباردة، القطبية مثلاً، حين تنخفض الحرارة إلى ما دون الصفر المئوي بكثير، يتجمد على سطح البحر أو المحيط، ويبقى على حاله في الأسفل، لأن الماء البارد أقل كثافةً من الماء الأكثر حرارة، مما يجعل ذلك الماء البارد يطفو على السطح تاركاً الماء السائل دونه في الأسفل، ليؤمن للكائنات البحرية المختلفة ملاذاً آمناً ومناسباً للعيش وإكمال دورة الحياة في تلك الأجواء القاسية.
فتخيل أخي القارئ لو لم يكن الماء شاذاً، لماتت جميع الكائنات البحرية، ولتبعها بالضرورة البرية.......
وليس هناك علة نهائية لهذا الشذوذ غير الرحمة، فالماء بسبب قلة كثافته يطفو إلى السطح ويصير حاجزا يمنع من ايغال البرد في المناطق الباردة إلى أعماق الماء.. ففي الوقت الذي تشتد البرودة على سطح الأرض إلى درجات تبلغ العشرات تحت الصفر، تبقى الكائنات المائية الحية تسبح في بحبوحة من الدفء.. إذن فبالرحمة تحتفظ البيئة المائية بالحياة.. والبيئة البرية تعتمد إلى حد كبير في معاني حياتها على البيئة المائية.. ذلك لان هناك قوانين توازن محفوظ بين البيئتين لا يمكن تجاهلها على الإطلاق.
فلحكمة من شذوذ الماء هي للحفاظ على حياة الكائنات البحرية , لانه لو كانت كثافة الجليد اكبر من كثافة الماء فانه لن يكون طبقة تمنع تجمد المياه في اعماق البحار وبالتالي ستتجمد مياه البحار والمحيطات باكملها ولن تكون هناك حياه . فسبحان الله احكم الحاكمين.
يقول تعالى:
" يَخْلُقُ اللَّهُ مَا يَشَاءُ إِنَّ اللَّهَ عَلَى كُلِّ شَيْءٍ قَدِيرٌ " النور:45
على ضوء المكتشفات العلمية الحديثة, مثل اكتشاف أنواع من البكتيريا لا يدخل الماء في تفاعلاتها مثل (بكتيريا الكبريت القرمزية), ويناقش كذلك الجزيئات الحديثة التي عليها شواهد من نظريات تكون الحياة على الأرض مثل بدء الحياة كلها_ باستثناء الإنسان _ في الماء مبدئياً, وتكوّن أوكسجين الغلاف الجوي من مادة الماء ذاتها, ويثبت البحث مدى دقة اللفظ القرآني الذي سبق هذه النظريات الحديثة بأربعة عشر قرناً كاملة, مما يدعو إلى إعادة تناول اللفظ القرآني بدقة تلتزم ثوابت اللغة العربية والأسلوب القرآني المتفرد وصولاً إلى فهم أصح لما يحتويه القرآن الحكيم من إعجاز علمي مذهل.
قال الله سبحانه وتعالى:﴿أَوَ لَمْ يَرَ الَّذِينَ كفروا أَنَّ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضَ كَانَتَا رَتْقًا فَفَتَقْنَاهُمَا وَجَعَلْنَا مِنَ الماء كُلَّ شيء حي أَفَلا يُؤْمِنُونَ {30} ﴾[الأنبياء].
وقال الله سبحانه: ﴿ وَهُوَ الذي خَلَقَ مِنَ الماء بَشَرًا فَجَعَلَهُ نَسَبًا وَصِهْرًا {54}﴾[الفرقان].
نصَّ القرآن الكريم على أن الماء هو أهم مكونات الخلق, ولا يخفى على العلماء الدور الذي يلعبه الماء في الخلق والحياة, والمقصود من تكرار الحقائق القرآنية هو إظهار الدقة الشديدة للفظ القرآني عند التناول العلمي للقضايا المختلفة, وكيف أن الخلط أحياناً في تأويل اللفظ القرآني قد يَجُرُّ لمشكلات تنبع من محاولة التفسير الخاطئ المتسرع الذي يدقق بحرص متناه في اللفظ القرآني ذاته.
الماء هذا السائل الذي يُكَوِّن من 70 – 90% من أوزان معظم أنماط الحياة, وهو سائل شديد التفاعلية وله خواص كيميائية تختلف عن كل السوائل الأخرى, إن للماء وجزيئاته (H2O), أو لمركباته الكهربية المتأينة مثل الهيدرنيوم (H3O+), أو للهيدروكسيد (OH-), أهمية ضخمة في كل التفاعلات الحيوية التي تحدث داخل الخلية, وهذه الميزات هي التي تحدد كل الخواص البيولوجية للمواد العضوية الكيماوية الأخرى مثل البروتينات والأحماض النووية وأغشية الخلايا والريبوسومات وغيرها من التراكيب, ومنه فتغير نسب الماء قد يدمر كل التفاعلات الكيميائية, وبالتالي الوظائف الحيوية للخلية.
ولكن بالرغم من دور الماء الهام في التفاعلات الحيوية للكائنات ظهر استثناء في عالم النبات, لا يحتاج لاستعمال الماء في عملياته الحيوية هي (بكتيريا الكبريت القرمزية)Purple Sulphur Bacteria , وهذا النوع من البكتيريا (بكتيريا خلايا نباتية بدائية) اكتشفت قرب الحمم البركانية على البر وفي أعماق المحيط, وهي لا تستعمل الماء مثل كل الكائنات الأخرى لإنتاج موادها العضوية التي تتغذى عليها، بل إنها تستعمل (كبريتيد الهيدروجين) مع ثاني أكسيد الكربون ولا يدخل الماء في التفاعل الكيميائي مطلقًا.
مما جعل أعداء الإسلام يضعون الشبهات حول آيات القرآن الكريم وخصوصاً في قول الله سبحانه وتعالى:
﴿ أَوَ لَمْ يَرَ الَّذِينَ كفروا أَنَّ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضَ كَانَتَا رَتْقًا فَفَتَقْنَاهُمَا وَجَعَلْنَا مِنَ الماء كُلَّ شيء حي أَفَلا يُؤْمِنُونَ {30} ﴾[الأنبياء].
وسأل المعارضون: كيف جعل الله سبحانه من الماء كلَّ شيء حيّ, وهذه البكتيريا لا تحتاج للماء في حياتها؟ مع العلم أنهم درسوا النظرية العلمية لنشوء الحياة.
وحسب هذه النظرية تعتمد الكائنات وبالذات الحيوانية والنباتية والبشرية على عاملين هما:
الماء والأوكسجين, وتنص على التالي:
أ ـ إن كل أنماط الحياة بدءًا بالنباتية ثم تلتها الحيوانية نشأت من الماء وفي الماء أولاً ثم خرجت لاحقًا لليابسة.
ب ـ إن جو الأرض أولاً لم يكن به أوكسجين على الإطلاق، ونشأ هذا الأوكسجين وتراكم تدريجيٌّا في الغلاف الجوي للأرض بعد نشوء الحياة نتيجة لعملية (التمثيل الضوئي) للنباتات البدائية الموجودة في مياه المحيطات التي كانت تغمر الأرض حينذاك، أي أن غاز الأوكسجين الهام جدٌّا في (كل شيء حي) هو نتائج لعمليات بيولوجية تمت في الماء وبواسطة الكائنات المائية البدائية. (وجود الأوكسجين أو قريبه الكيميائي الأوزون (O3) في أي منطقة كونية يثبت فورًا وقطعيٌّا ـ حسب النظريات العلمية ـوجود الحياة، أما وجود الماء فهو قرينة على إمكانية نشوء حياة وليست دليلاً قاطعًا على وجودها بالفعل).
للرد على المشككين في صحة آيات الذكر الحكيم نبين مواطن الإعجاز في الآية الكريمة السابقة.
المصدر: كتاب الاعجاز العلمي في السنة والقرآن في جسم الانسان للاستاذ مصطفى دعمس

Chaima
منذ 12 سنة

سبب ظاهرة شذوذ الماء
بصفة عامة تتمدد السوائل ويزداد حجمها بزيادة درجة الحرارة، ويكون معامل تمددها الحجمي اكبر بعشرة مرات للمواد الصلبة.
ولكن الماء يشذ عن باقي السوائل حيث ان كثافة الماء تزداد بزيادة درجة الحرارة من 0 إلى 4 درجة مئوية وينكمش الماء، وإذا ازدادت درجة الحرارة أكثر من 4 درجات مئوية فإن الماء يتمدد بزيادة درجة الحرارة وتتناقص كثافته. تكون كثافة الماء اكبر ما يمكن عند درجة حرارة 4oC وتساوي 1000Kg/m3.
وهذه الخاصية أعني شذوذ الماء لها فائدة عظيمة
حيث أن المناطق الباردة لاتتجمد مسطحاتها المائية خلال فصل الشتاء
وحيث انه عندما يبدأ فصل الشتاء تتجمد الطبقات السطحية وتقل كثافتها وتطفوا على السطح مكونة طبقة من الجليد،
والجليد عازل للحرارة فلا تصل البرودة إلى عمق البحار وتظل المياة بحالتها تحت طبقة الجليد.
أما اذا كان الجليد يخضع لقوانين التمدد الطبيعية فإنه عندما يبدأ فصل الشتاء
وتتجمد الطبقات العليا وتصبح كثافتها أكبر من كثافة الماء وبذلك تغوص إلى القاع ثم تتجمد طبقة أخرى وتغوص هى الأخرى وهكذا
وهذا يعني أنه بعد فترة زمنية تتجمد جميع المسطحات المائية
من أنهار وبحار ومحيطات وبحيرات وعليه فسوف تموت جميع الاحياء البحرية والنهرية من أسماء وجيتان وخلافه ولتعثرت الحياة واستحالت في هذه المناطق بسبب اعتماد سكانها
في المقام الأول على مايستخرج من البحر من طعام
فسبحان من أبدع كل شئ خلقه

Moussa077
منذ 12 سنة

بسبب ظاهرة شذوذ الماء
الناتجة عن بنية الماء و وجود رابطة هيدروجينية بين جزيئات الماء

العوادي
منذ 12 سنة

لقد عجز الفيزيائيون عن تفسير ذلك لكن الفائدة الإلاهية التي أرادها الله
تكمن في القطب الشمالي و الجنوبي فالماء عند التجمد يزيد حجمه ويطفو على الماء لتبقى الكائنات الحية القطبية حية و لا تغرق

Boussalia Salaheddine
منذ 12 سنة

يتجمد الماء فى درجة 4 مئوية او اقل وتقل كثافتة بعكس باقى السوائل وهى رحمة من الله فتجد الاسماك اذا تجمد سطح الماء مياة سائلة بحرارة مناسبة تتجول وتعيش فيها حيث ان الثلج عازل للحرارة