شذوذ الكثافة او التمدد الحراري هي ظاهرة فيزيائية و كيميائية تنشأ عند بعض المواد فيما يخص العلاقة بين الكثافة و درجة الحرارة حيث ان هذه المواد تكون تقل كثافتها مع انخفاض درجة الحرارة اي انها تتمدد مع انخفاض درجة الحرارة ومن اشهر الامثلة على شذوذ الكثافة هي الماء حيث ان لها حالة خاصة تسمى بشذوذ الماء

شذوذ الماء :

من المتعارف عليه ان معظم المواد تتمدد بالحرارة و تنكمش بالبرودة لكن الماء حالة خاصة حسث انه يختلف عن باقي المواد من حيث انه يتمدد بالبرودة و تنكمش بالحرارة حيث ان جزيئات الماء في الحالة الصلبة تزداد حجما مما يؤدي الي تقليل كثافتها و هذه الظاهرة تساعد الكائنات التي تعيش في المناطق المتجمدة ان تظل على قيد الحياة و ذلك بسبب وجود الجليد اعلى الماء و بقاء السائل في الأسفل

حدوث ظاهرة شذوذ الماء :

.

جميع المواد عندما ترتفع درجة حرارتها من صفر الي 4 درجات مئوية فانها تتمدد و عندما تنخفض درجة حرارتها من 4 درجات مئوية الي صفر فانها تنكمش و ياخد الماء نفس خاصية تلك المواد في هذه الصفة لكنه يختلف في تمدده و انكماشه بين درجة الصفر المئوية و ايضا درجة الأربعة المئوية حيث ان الماء يتمدد عندما تنخفض درجة الحرارة من 4 درجة مئوية الي صفر درجة مئوية

.

عند انخفاض درجة الحرارة من 4 درجة مئوية الي صفر تكون كثافة الماء متزايدة بطريقة واضحة في مقابل هذا يكون الحجم اقل ما يمكن عند ال 4 درجات المئوية ثم تبدأ بالتناقص كلما انخفضت درجة حرارتها على عكس السوائل الأخرى حيث يزداد الحجم و تقل الكثافة فترتفع لأعلى و تأتي مرحاة التجميد عند صفر درجة مئوية

.

و التفسيرات العلمية لهذا ان الماء يسير في مسار عكسي حيث تؤدي عملية تمدده و تقلصه الي الأنخفاض في مستوى الكثافة مما يؤدي الي تجمد السطح المائي الملامس للجو الخارجي و بالتالي تجمد الماء و يبقى الماء الأعمق في حالته السائلة حيث ان الماء الأكثر برودة يكون اقل كثافة مما يؤدى به الي الطفو على السطح الخارجي من البحار و المحيطات و الماء الأقل برودة او الاكثر دفئا تبقى في الأسفل دون تجمد و هذا يساعد الكائنات الحية على العيش و قدرتها على الحركة داخل الماء

اهمية ظاهرة شذوذ الماء :

اولا ..

تساعد ظاهرة شذوذ الماء على توفير الغذاء للأشخاص الذين يعيشون في المناطق التي تعاني من انخفاض هائل في درجات الحرارة مثل القطب الشمالى و الجنوبي حيث ان مصدر الغذاء الوحيد لهم هو الكائنات البحرية حيث يتواجد الجليد على مسطحات القطب الشمالي و الجنوبى يمكن للأشخاص السير عليه لكن اسفل هذا الجليد يوجد حياة اخرى للكائنات البحرية حيث ان اسفل ذلك الجليد ماء غير متجمد تعيش فيه جميع الكائنات التي تعد بدورها مصدر الغذاء للأشخاص المقيمين في القطبي الشمالي و الجنوبي

ثانيا ..

تساعد ظاهرة شذوذ الماء الكائنات البحرية في ان تبقى على قيد الحياة و تعطيها الفرصة لان تعيش بسلام فبدون تلك الظاهرة لتجمدت مياه البحار و المحيطات و بالتالي موت جميع الكائنات البحرية و ذلك بسبب عدم قدرتها على الحركة في الجليد و عد قدرتها على اخذ الأكسجين من الماء لذلك فان تلك الظاهرة مهمة جدا لانها تجعل جميع الكائنات البحرية تعيش بصورة طبيعية و خاصة في المناطق المتجمدة

ثالثا ..

ادت تلك الظاهرة الي فتح باب الأكتشاف لدى العلماء حيث انهم استفادوا من تلك الخاصية في المجالات التطبيقية و الهندسية عن طريق خلط مادة شاذة الكثافة مع مادة عادية ذات معايير متقاربة و متعاكسة و من ثم الحصول على مادة مركبة ذات تمدد حراري معدوم

وبهذا نكون اوضحنا كل ما يخص تلك الظاهرة التي استوقفت العديد من العلماء حول كيفية حدوثها و التي تجعلنا نتأمل في قدرة الخالق على خلق تلك الظواهر التي تتوافق مع الكائنات الحية و طبيعة معيشتها فقد خص الله لكل شيء يحدث سبب و اهمية عظمى وراء حدوثه فجميع الظواهر الطبيعية التي تحدث على وجه الأرض يكون سبب حدوثها منفعة للبيئة سواء البيئة الأنسانية , الحيوانية او النباتية