الثلج ماء متجمّد يتكون عندما تنخفض درجة حرارة المياه إلى درجة الصفر المئوية على أسطح البحيرات، والأنهار، والشوارع والأرصفة المبتلة. ويعد الجليد، والمطر الثلجي، والصقيع، والبَرَد صورًا من الثلج. ومن أمثلة الثلج أيضًا كتل الثلج الموجودة في الأنهار. وتعرف درجة الحرارة الصفر المئوية باسم نقطة تجمّد الماء، ويشار إليها بنقطة الثلج، وهي واحدة من نقطتين محددتين على الترمومتر. ويتجمد الماء المحتوي على شوائب، مثل الكحول والملح أو السكر، عند درجة حرارة أقل من درجة تجمد الماء النقي. وتضاف مثل هذه الشوائب إلى الماء لمنع تجمّده. وعند إضافة مثل هذه الشوائب إلى الثلج، تسبب انصهاره.

تنكمش معظم المواد بالتبريد، بينما يقل حجم الماء، فقط بالتبريد حتى تصل درجة الحرارة إلى 4°م. ويتمدد الماء عندما تقل درجة حرارة تبريده عن 4°م. وعند تجمّد الماء إلى ثلج فإنه يتمدد ويزداد في الحجم بمعدل حوالي واحد على أحد عشر. فعلى سبيل المثال، عندما يتجمّد 11سم§ من الماء، ينتج 12سم§ من الثلج. وتكون جزيئات الماء غير المتجمد قريبة من بعضها، وتتحرك بسرعة وبطريقة عشوائية. وعندما يتجمد الماء تبتعد الجزيئات عن بعضها وتتحرك ببطء أكثر، وتترتب في أشكال منتظمة. ويسبب هذا تمدّد الماء في الأنابيب مؤديًا إلى انفجارها. ويؤدي هذا التمدّد أيضًا إلى جعل الثلج أخف من الماء، لذا يطفو الثلج على سطح الماء.

يبدأ الثلج في الانصهار عندما تصبح درجة حرارة الأجواء المحيطة به أعلى من الصفر المئوي وتظل درجة حرارة كل من الثلج والماء غير المتجمد عند درجة الصفر المئوي حتى ينصهر كل الثلج.


استخدامات الثلج. يستخدم ملايين الناس الثلج يوميًا في تبريد أنواع عديدة من المشروبات. وتحفظ مصانع الأغذية اللحوم والدواجن والأسماك والخضراوات والفاكهة في الثلج أثناء شحنها وتخزينها لهذه الأنواع لحمايتها من الفساد. وتبطئ درجة حرارة الثلج المنخفضة من نمو البكتيريا التي يمكنها إفساد هذه المنتجات. وتستخدم شركات الأغذية أيضًا الثلج أثناء تصنيع بعض المنتجات مثل الدواجن الطازجة والسجق واللحوم المطهية.

وتستخدم مصانع الإسمنت والخرسانة الثلج في تبريد الخرسانة سابقة التجهيز، حيث إنَّ صّب الخرسانة ذات درجة الحرارة المرتفعة قد يسبب انكماشها، ويحدث بها عندئذ شروخًا نظرًا لسرعة تصلّدها. ويساعد خلط الخرسانة بالثلج، على إبطاء معدل تجمدها ويقلل من انكماشها.

ويستخدم الثلج أيضًا في علاج الإصابات. فعند وضع الثلج على الحروق والجروح يتوقف نمو الجراثيم التي يمكن أن تؤدي إلى تلّوث الجرح. كما يساعد الثلج أيضًا على وقف النزيف والتورم.