درجة انصهار الجليد

يعرف الجليد بأنه الماء بشكله الصلب، حيث يتحول الماء من الحالة السائلة المعروف بها إلى الحالة الصلبة، ويحدث ذلك عندما تنخفض درجة حرارته لما دون الصفر المئوي، ويوجد الثلج بكميات هائلة في القارة القطبية الجنوبية والقارة القطبية الشمالية، ولا يعيش هناك سوى الحيوانات التي تستطيع التكيف مع انخفاض درجة الحرارة، مثل: الدببة القطبية، والفقمة والبطريق.

الجليد مادة صلبة لا لون لها، تتميز بشفافيتها، وقدرتها على التبلور حسب النظام السداسي، يحافظ الماء عندما يكون جليداً على روابط عالية بين الجزيئات المكونة للماء، بحيث تترابط هذه الجزيئات بقوة و لتحافظ على الحرارة المنخفضة، وإبقاء الحالة الصلبة للماء كما هي، ولا يمكن تفكيك هذه الروابط إلا من خلال ارتفاع درجات الحرارة، ويتميز الجليد بقدرته على التمدد عند التجمد، فعند درجة حرارة ما دون الصفر مئوية، يصل وزن الجليد حوالي 0.9168 بالمقارنة مع وزنه النوعي في الحالة السائلة عند نفس الدرجة، بحيث تكون 0.9998 ، وهذا هو السبب الذي يجعل الجليد يطفو فوق الماء، و لتمدد الماء عند تجمده تأثيرات جيولوجية مهمة، منها على سبيل المثال:

• عند دخول الماء داخل الصخور من خلال الشقوق والثقوب الموجودة، وتجمده وهو في الداخل، فإن هذا سيؤدي إلى تكسير الصخور وتفتيتها، وتغيير في المعالم الأرضية.
• عند تجمد البحيرات والأنهار، فإن الماء الموجود على السطح يتعرض أولاً لانخفاض درجات الحرارة، وعندها تصبح كثافته أعلى من كثافة الماء الموجود في القاع، وبالتالي ينزل الماء المتجمد من سطح البحيرة إلى الأسفل، ليحل مكانه الماء الدافئ الذي يمر بنفس مرحلة التبريد التي حدثت سابقاً، وهكذا، فإن المسطحات المائية مثل البحيرات، بالإضافة للتكتلات المائية المختلفة تتجمد بطريقة فريدة من الأعلى إلى الأسفل، و ليس من الأسفل إلى الأعلى، وذلك بسبب الاختلاف في الكثافة.

إن المبدأ الأساسي الذي تقوم عليه عملية الانصهار هو درجة الحرارة؛ فالجليد يبقى جليداً ما دامت درجة الحرارة دون الصفر مئوي، ومن أجل تغيير هذه الحالة، يجب تغيير درجة الحرارة، ويعرف الانصهار بأنه تحويل المادة الصلبة إلى مادة سائلة، أي عكس عملية التجمد، فعند تعرض الجليد لأشعة الشمس المباشرة، ترتفع درجة الحرارة عما هي عليه، مما يؤدي إلى فقدان الجليد لقوة ترابطه، وبالتالي البدء بفقد خاصية التجمد، فعند تفكك روابط جزيئات الماء بفعل الحرارة، يتحول الجليد إلى الحالة السائلة مجدداً، أي أنه يعود ماءً، وينصهر الجليد عند درجة حرارة صفر مئوية، وهي نفس درجة حرارة تجمد السائل، وتصل درجة حرارة انصهاره 333.500 جول/كيلوغرام.