يعد فهم درجة تجمد الماء أمرًا أساسيًا لكل من العلماء والمجتمع بشكل عام. هذه الظاهرة الفريدة تعتبر أساسًا لتطبيقات عديدة بدءاً من علوم الأرض وحتى تقنيات حفظ الغذاء. عندما يتم تبريد الماء إلى نقطة معينة، فإنه ينتقل من حالة سائلة إلى حالة صلبة، وهي عملية تُعرف بالتجمّد.
درجة التجمد للمياه النقية عند الضغط الجوي القياسي هي صفر درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) أو ما يعادل 273.15 كلفن. هذا الرقم ثابت تقريبًا ولا يختلف كثيرا تحت ظروف مختلفة مثل الارتفاعات المختلفة حيث يوجد ضغط أقل. ومع ذلك، يمكن لهذه الدرجة أن تتغير قليلاً بسبب وجود شوائب في الماء. بعض المواد مثل الأملاح والمعادن والأحماض قد تخفض درجة التجمد بينما البعض الآخر قد يرفعها.
هذه الخاصية فريدة للماء لأن معظم المواد تصبح أكثر كثافة أثناء انتقالها من الحالة السائلة إلى الصلبة - باستثناء الماء الذي يصل إلى الحد الأقصى لكثافته عند حوالي 4 درجات مئوية قبل أن يبدأ في الانخفاض مرة أخرى حتى الوصول لنقطة التجمد. وهذا الأمر مهم للغاية بالنسبة للحياة البحرية لأن المياه الراكدة ستتجمد أولاً من الأعلى نحو الأسفل مما يعني أنه سيكون هناك طبقة دافئة تحمي الحياة الموجودة بالأسفل.
بالإضافة لذلك, استخدام معرفتنا حول درجة تجمد الماء له العديد من التطبيقات العملية. على سبيل المثال، يساعدنا معرفة كيفية تأثير الشوائب على درجة التجمد في عمليات التجميد الغذائي والتكييف الآمن للأغذية للاستهلاك البشري. كما تلعب نفس المعرفة دورًا حيويًا في مجالات الهندسة المدنية والبنية التحتية المرتبطة بالمياه.
في النهاية، فإن فهم طبيعة وميكانيكية تجمُّد المياه ينير لنا جوانب مهمة جداً ضمن مختلف المجالات العلمية والصناعية والحياة اليومية أيضا.
