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
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
– عندما تنخفض درجة الحرارة من 4 درجات مئوية إلى الصفر، يزداد كثافة الماء بشكل واضح، بينما يقل حجمها إلى أدنى حد عند 4 درجات مئوية، ثم يبدأ في الانخفاض مع انخفاض درجة حرارتها. وهذا يتعارض مع السوائل الأخرى التي يزداد حجمها ويقل كثافتها مع انخفاض درجة الحرارة، حيث تصعد إلى الأعلى. يحدث تجمد الماء عند درجة حرارة الصفر المئوية
. وتفسير الظاهرة العلمي هو أن الماء يتدفق بشكل عكسي، حيث تؤدي العملية التي تمدد وتقلص الماء إلى انخفاض في مستوى الكثافة، مما يؤدي إلى تجمد سطح الماء الملامس للجو الخارجي، وبالتالي تجمد الماء، ويبقى الماء الأعمق في حالته السائلة، حيث إن الماء الأكثر برودة يكون أقل كثافة، مما يؤدي به إلى الطفو على السطح الخارجي للبحار والمحيطات، ويبقى الماء الأقل برودة أو الأكثر دفئا في الأسفل دون تجمد، وهذا يساعد الكائنات الحية على العيش وقدرتها 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 أن تبقى على قيد الحياة، وتعطيها الفرصة لأن تعيش بسلام. فبدون تلك الظاهرة، لتجمدت مياه البحار والمحيطات، وبالتالي موت جميع الكائنات البحرية، وذلك بسبب عدم قدرتها على الحركة في الجليد، وعدم قدرتها على أخذ الأكسجين من الماء. لذلك، فإن تلك الظاهرة مهمة جدا، لأنها تجعل جميع الكائنات البحرية تعيش بصورة طبيعية، وخاصة في المناطق المتجمدة
ثالثا .. فتحت تلك الظاهرة باب الاكتشاف لدى العلماء، إذ استفادوا من تلك الخاصية في المجالات التطبيقية والهندسية، حيث خلطوا مادة ذات كثافة شاذة مع مادة عادية ذات معايير متقاربة ومتعاكسة، ونجحوا في 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