الخصائص الفيزيائية للماء

ما هي الخصائص الفيزيائية للماء؟

يعد الماء (صيغته الكيميائية هي H2O) المذيب الشامل والأكثر وفرة على سطح الأرض، بالإضافة إلى أنه المادة الشائعة الوحيدة التي توجد في الحالات الفيزيائية الثلاث بشكلٍ بشكل طبيعي (الصلبة والسائلة والغازية)، وهو يتمتع بمجموعة أخرى من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تميزه عن غيره من المواد الموجودة في الطبيعة، وفيما يأتي شرح لأهم الخصائص الفيزيائية التي يمتلكها:^[١][٢][٣]

رائحة الماء وطعمه ولونه

يتميز الماء بأنه سائل لا رائحة له، ولا طعم له، ولا لون له أيضًا، وهو عبارة عن مركب غير عضوي يتكون من ذرات الهيدروجين والأكسجين المرتبطة مع بعضها البعض بروابط تساهمية قطبية، بالإضافة إلى ترابط جزيئاته مع بعضها البعض بروابط هيدروجينية تؤدي إلى تماسكه، وتمنحه العديد من الخصائص الفيزيائية المميزة الأخرى.

الحالة الفيزيائية للماء

يتواجد الماء بالحلات الفيزيائية الثلاث في الطبيعية، فهو يتواجد في الحالة الغازية على شكل بخار ماء، وفي الحالة السائلة على شكل ماء سائل، وفي الحالة الصلبة على شكل جليد؛ وذلك عند درجة حرارة الغرفة، أي ما يقدر بحوالي 25 درجة مئوية.

الحرارة النوعية للماء ودرجة تبخره

تعرف الحرارة النوعية للمادة بأنها كمية الطاقة المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 كجم من المادة بمقدار 1 درجة مئوية؛ ويتميز الماء بحرارته النوعية المرتفعة، والتي تصل إلى 4184 جول/ كيلوجرام. كلفن عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، وهو يمتلك أيضًا درجة تبخر مرتفعة جدًا؛ وذلك بسبب وجود الروابط الهدروجينية بين جزيئاته.

كثافة الماء

تعرف الكثافة بأنها كتلة المادة لكل وحدة حجم، ويمتلك الماء كثافة مقدارها 1 جرام لكل سم مكعب، إلا أن ما يميز الماء عن غيره من المواد في خاصية الكثافة هو أن كثافته تقل عندما يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، ولهذا فإن الجليد (الماء المتجمد) يمتلك دائمًا كثافة أقل من كثافة الماء السائل بحوالي 10%؛ على خلاف باقي المواد الموجودة في الطبيعية، والتي تكون كثافتها في الحالة الصلبة أعلى من كثافتها في الحالة السائلة.

انضغاطية الماء

الانضغاطية أو القابلية للانضغاط هي مقدار تغير حجم سائل أو مادة صلبة عند زيادة الضغط عليه، ويمتلك الماء انضغاطية منخفضة جدًا لدرجة أنه يعتبر غالبًا غير قابل للانضغاط، حيث تسمح قابلية الانضغاط المنخفضة للمياه الموجودة في أعماق المحيطات بتقليل حجمها بنسبة 1.8% فقط، رغم أن الضغط في هذه المناطق يكون مرتفعًا للغاية.

موصلية الماء للكهرباء

الموصلية للكهرباء هي الخاصية التي تصف مدى قدرة المادة على توصيل التيار الكهربائي، ويشار إلى أن الماء النقي الخالي من الشوائب كليًا يعد مادة عازلة مثالية، لكن الماء الذي يتواجد في الطبيعة لا يكون نقيًا تمامًا، وإنما تتواجد فيه الأيونات والشوائب، ولهذا فهو يكون موصلًا للكهرباء، وتجدر الإشارة إلى أن الماء موصل رديء للحرارة أيضًا.

التوتر السطحي للماء

تؤدي الروابط الهيدروجينية التي تنشأ بين جزيئات الماء إلى ظهور خاصية التوتر السطحي فيه بشكلٍ كبير، أي بما يكفي لجعل الحشرات تمشي على سطح الماء بسهولة، حيث تنشأ هذه الخاصية نتيجة تماسك جزيئات الماء مع بعضها البعض بفعل ترابطها بهذه الروابط الهيدروجينية.

خصائص فيزيائية أخرى للماء

فيما يأتي ذكر لبعض الخصائص الفيزيائية الأخرى للماء:^[٤]

• لزوجة الماء: تكون درجة لزوجة الماء مرتفعة نتيجة وجود الترابط الهيدروجيني بين جزيئاته، وتبلغ درجة لزوجته 0.8903 سنتيبواز.
• الكتلة المولية للماء: تبلغ 18.0151 جراماً لكل مول.
• درجة غليان الماء: درجة غليان الماء هي 100 درجة مئوية.