عاجل للاهمية ( ازدياد حجم الماء عند 4 درجات )

[ابو نواف]

السلام عليكم
من المعلوم ان الله عزوجل قد وضع في الماء خاصيه عجيبه وشاذة للتمكين للحياة على الارض
فان جميع المواد تتمدد وتقلص بالحرارة والماء كذلك يتمدد ويتقلص بفعل الحرارة لاكن وجد ان الماء يتقلص ( يقل حجمه ) مع انخفاض درجة الحرارة حتي نصل لدرجة 4 ْ م  ومن ثم يزيد حجمة  مع انخفاض درجة الحرارة عند درجات اقل من 4 م وهذا مخالف لجميع السوائل على ماعلم .
السؤال ماتفسير زيادة حجم الماء عند الانخفاض في درجة الحرارة ؟ :0

[ابو نواف]

السلام عليكم
وينكم ياشباب
عند اكتساب المادة الحرارة تعمل كمية الحرارة على زيادة  حركة جزئيات المادة ومن ثم يزيد طول الرابطة بين الجزئيات ونقول ان المادة تتمدد
وعند انخفاض درجة الحرارة تقل حركة الجزئيات وتقصر الرابطة ونقول ان المادة تتقلص
لاكن الماء عند درجات اقل من 4 ْم يتمدد لماذا ؟  الفزعة ياشباب

[ابو سلمان]

وعليكم السلام ورحمة الله وبركاته
أهلاً وسهلاً بالأخ ابو نواف
حسب علمي يعود السبب في ازدياد حجم الماء مع انخفاض درجة الحرارة عند درجات اقل من 4 م  إلى الرابطة الهيدروجينية الموجوة بين جزيئات الماء .
حيث أن الماء يتكون من سلاسل بلورية صغيرة عديدة  وعندما تصل درجة الحرارة إلى 4 درجات مئوية وأقل فإن تلك السلاسل البلورية الصغيرة تبدأ في الازدياد من حيث الكبر وتصبح سلاسل كبيرة وهذا ما يؤدي إلى إزدياد الحجم (انخفاض الكثافة) بدلاً من انخفاض الحجم كما هو معروف في بقية المواد .
خلاصة القول بأن السبب في هذه الخاصية وغيرها من الخواص للماء يعود إلى الرابطة الهيدروجينية القوية بين الجزيئات . والله تعالى أعلم وأحكم .
أخوك / ابو سلمان

[ابو نواف]

السلام عليكم
الشكر الجزيل للاخ ابو سلمان
نعم يميز الماء عن بقية السوائل الرابطة الهيدروجينية والسالبية العالية للاكسجين ولاكن لماذا يتقلص الماء عند انخفاض درجة الحرارة عند درجة اكبرمن 4 م بينما يتمدد عند درجة اقل من 4 م مع ان الرابطه كم هي . لماذا الانقلاب عند درجة 4م بالتحديد

[ابو سلمان]

السلام عليكم
أخي ابو نواف
حقيقة ليس لدي جواب دقيق لاستفسارك حول سبب الانقلاب عند 4 درجات مئوية لكن يمكنني أن أجيبك بجواب لعل فيه الخير والبركه  '>
هناك عاملان اساسيان يؤثران في تحديد حجم الماء أو كثافتها وهما :
1 - طول الروابط أو المسافات بين جزيئات الماء ...
2 - السلاسل الجزيئية المتكونة من الروابط الهيدروجينية وهي على شكل حلقات ...

بالنسبة للعامل الاول أثره واضح لك كما اعتقد لأنك تكلمت عنه في رد السابق أعلاه حيث أن طول الروابط بين الجزيئات يقل كلما انخفضت درجة حرارة الماء ( كلما انخفضت الطاقة الحركية لجزيئات الماء )  ، وهذا التقلص في طول الروابط يؤدي إلى تقليص حجم الماء وبالتالي زيادة الكثافة

إذا نستنتج أن تقليص طول الروابط بالتبريد يؤدي إلى انخفاض الحجم ..

بالنسبة للعامل الثاني وهو تكوين السلاسل الجزيئية بسبب تكون الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات ينتج عن ذلك تشكل حلقات جزيئية دائرية تقريباً يتخللها في الوسط حيز كبير من الفراغ  .... وهذا التشكل الحلقي يؤدي إلى إزدياد في حجم الماء الكلي نظراً لوجود فراغات بينية بين تلك السلاسل الحلقية  .. وكما هو معلوم فإن هذه السلاسل يزداد عددها وحجمها كلما انخفضت درجة حرارة الماء (بالتبريد )

إذا نستنتج أن تكون السلاسل الحلقية الجزيئية بالتبريد يؤدي إلى إزدياد الحجم ...

نلاحظ يا أخ ابو نواف - ولا يهون بقية الاخوان - أن العاملان متعاكسان في الاثر عندما نقوم بالتبريد  فالاول يعمل على تخفيض الحجم والثاني يعمل على إزدياد الحجم .. ولتحديد حجم الماء لابد من أخذ أثر هذان العاملان في الحسبان  .... لكن !!!
نلاحظ أن العامل الثاني (تشكل الحلقات الجزيئية) لا يظهر أثره في حجم الماء بشكل كبير عند درجات الحرارة العالية  وبالتالي يكون العامل الاول هو المهيمن في الساحة ويلعب دوره بكل حرية ولذلك يكون سلوك حجم الماء هو النقصان مع انخفاض الحرارة ..
أما عند درجات الحرارة المنخفضة - مابين 4 درجات إلى صفر درجة مئوية - يظهر أثر العامل الثاني نظراً لتكون سلاسل جزيئية بأعداد وبحجم كبير مما يؤدي إلى زيادة الحجم بمقدار كبير وملحوظ يفوق أثر العامل الاول في الحجم ... ولذلك يكون سلوك حجم الماء هو الازدياد مع انخفاض الحرارة .

ويمكن مشاهدة السلاسل الجزيئية المائية وما يتخللها من فراغات من خلال الصورة التالية والتي حصلت عليها من احد المواقع الاجنبية ولعل فيها الفائدة .


والله تعالى أعلم وأحكم
أخوك / ابو سلمان

[ابو نواف]

السلام عليكم
الشكر الجزيل للاخ ابو سلمان والله يبارك فيك وفيما تعلم.
لاكن بقي لنا ان تعرف لماذا الانقلاب عند درجة 4 ْم بالتحديد .
نتمني مشاركة الزملاء  تكفون ياربع وينكم الفزعه.

[ابو سلمان]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

أخي ابو نواف

لقد اطلت الغياب بارك الله فيك .... هل لديك نتيجة لسؤالك ؟؟

اعتقد والله أعلم أن الطاقة الحركية للجزيئات عند 4 درجات تبدأ تقل عن طاقة الرابطة الهيدروجينية وبالتالي فإنها لا تستطيع الانفلات عنها .

أخوك / ابو سلمان

[جنين]

السلااااااااام عليكم...
الشكر الجزيييييييييييييل لهذه الإجابة,,,,,,,,
لكن أنا لم تشكل لي( أنه عند 4 درجة مئوية يحدث الشذوذ) أي علامة إستفهام!!!!
أتوقع لأني أعتبرت أن هذا يرجع لطبيعة المادة مثل:الكثافة النوعية.....
لكن الأستفسار اللي خطر ببالي هو,,,,
...على ضوء ماذكر أنفا",, فأنه قد يكون هذا الشذوذ موجود في كل الموائع التي تحتوي على
الروابط الهيدروجينية,,, ولكن لم يتم إكتشافها بسبب إختلاف درجت الشذوذ من مائع إلى أخر........
   أرجوا التعليق وتقولون لي وين شطحت بالضبط  '>

[ابو سلمان]

وعليكم السلام ورحمة الله وبركاته

الاخت الفاضلة "يا الله "

ظاهرة الشذوذ موجودة فقط في الماء ولعل هذا لحكمة الهية أرادها الله عز وجل

شكراً لك

أبو سلمان

[جنين]

السلااااااااام '>
أستاذ أبو سلمان....
معليش بس كيف عرفت أنها خاصة بالماء؟؟؟؟؟
هل قامواااااااا بتبريد الموائع التي تحتوي على روابط هيدروجينية إلى درجات منخفضة
جدا" لكي يلاحضواااا أنه لا توجد درجت شذوذ, أي هل بردوها إلى درجت -170 مثلا"
لن أقول -273 لأنهم ماقدرو يصلون لها حتى بإستخدام الليزر.....
قد خطر في بالي تساؤل,,,,,,,,
لماذا يجزمون أن حالات المادة ثلاثة فقط...
قد يكونوا وصلوااااااا إلى ذلك لسببين:
1)وجودها في الطبيعة.
2)أن مدى الحالة السائل قصير, أي فقط سخنوه 100 درجة فحصلنا على الحالة الغازية,,
ووبردوه 100 درجة فحصلواااااا على الجامد(هذا للماء فقط لعرض الفكرة), لكن أليس من الممكن أن يكون هناك مابعد الحالة الغازية ومابعد الحالة الجامدة ولكن لم يتم التوصل لها
بسبب مداها الكبير...
(.يعني التفلسف عليكم وأقول هناك 7 حالات , يقولون عدد7 مرغوب)
     معليش طول بالك علينا,,,,,,أدري أننا غثيناك '>

[ابو سلمان]

وعليكم السلام ورحمة الله وبركاته

الاخت الكريمة "يا الله "

هذا ما يقوله العلماء بأن هذه الخاصية خاصة بالماء ولذلك سميت بـ (شذوذ الماء) ولا بد أنها صادرة عن دراسات مستفيضة حول هذا الامر .
وأما بالنسبة لحالات المادة فلا بأس أن تحدديها بثلاثة أو سبعة أو أقل أو أكثر ...ولكن المهم أن يكون العدد مدعوماً بالدليل الذي تؤيده التجربة
حالات المادة كانت سابقاً تعد بثلاث حالات الجامدة والسائلة والغازية لأن هذا هو نطاق المعلوم .. ثم اضافوا لها حالة رابعة وهي البلازما عندما اكتشفوا وجودها في الشمس وفي بعض التجارب المعملية ... ولا يستبعد أن يكون هناك حالات خامسة وسادسة وحتى عاشرة  وفي حال اكتشافها فسيتم اضافتها في حينها باذن الله

شكراً لك

أخوك / ابو سلمان

[جنين]

السلااااااام عليكم,,,
عفوااااااااااا.....
بالنسبة لقولك (لابد نتج عن دراسات مستفيضة, ولكنك لست متأكد,,, إذا قدتكون لم تخطر في بالهم
الفكرة , ولأنها بعيدة المدى لم ينتبهوا لها,,,,,,
أعذرني ولكن لن أنفي الأحتمالية إلا إذا حصلت على تأكيد أنهم درسوها عند الدرجات المنخفضة
جدا" ولم يجدوا أي شذوذ؟؟؟!!!!
 
أما بالنسبة لقولك يجب أن تكون مدعومة بالدليل,,,, فأنا لم أقل أني سوف أذهب وأقدمها
وأخذ عليها جائزة نوبل ,, كانت مجرد فكرة طرأت في بالي,, وفعلا" هي صحيحة نظرا"
لحالت البلازما التي ذكرتها و التي(لم أسمع بها من قبل ,أعلم أن هذا تقصير مني)
وبالنسبة لقولي عدد سبعة كانت مجرد دعابة لم أقصد أنها فيها شيء من الصحة؟؟؟!!!!
وشكرااااااا(لا أطلب أي رد)

[كتكوته بطعم التوته]

يعطيك الف عافيه

[محمد ياسين]

قلبى عليك أبو سليمان يبدوا أن الأخوة لم يلاحظوا عبقرية تفسيرك
إجابتك صح 100 % بارك الله فيك أخى  و أنا أؤيدك قفيما ذكرت من تفسير
محمد ياسين

[جنين]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته,,

QUOTE

بالنسبة لقولك (لابد نتج عن دراسات مستفيضة, ولكنك لست متأكد,,, إذا قدتكون لم تخطر في بالهم
الفكرة , ولأنها بعيدة المدى لم ينتبهوا لها,,,,,,
أعذرني ولكن لن أنفي الأحتمالية إلا إذا حصلت على تأكيد أنهم درسوها عند الدرجات المنخفضة
جدا" ولم يجدوا أي شذوذ؟؟؟!!!!

كنت أقرأ في أحد الكتب اليوم ..  ووجدت هذه الجملة فتذكرت هذا الموضوع ( ماشاء الله أربع سنوات تقريباً ما أسرع الدنيا الله يبارك في أعمارنا ) إليكم الجملة ..

Water and a few other substances expand on solidifying

فذهبت لإتحقق قبل قليل من هذا وفعلاً وجدت أن هذه المواد أيضاً يظهر فيها الشذوذ ( وهذه ليست كل المواد فأيضاً هناك السيلكون الذي وجدته في مصادر أخرى )..

Gallium shares the higher-density liquid state with only a few materials like germanium, bismuth, antimony and water.

السؤال المطروح الآآآن هو لماذا ؟؟ فلا تحتوي هذه العناصر على روابط هيدروجينية ؟ لكن سوف أترك الإجابه عليه للمستقبل ( لإني لو غصت في كل التفصيل لن انتهي   ) لكن أكيد أن له دخل في ظروف مداراتها الإلكترونية ..

 والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته..