К такому выводу пришли американские исследователи после
проведения
первых в истории измерений жидкой воды
при температурах намного ниже ее обычной точки замерзания.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Несмотря на чрезвычайно широкую распространенность, вода как химическое вещество до сих до конца не изучена.
Ученые иногда называют ее самой загадочной субстанцией на Земле.
Дело в том, что вода не похожа на другие жидкости
— при замерзании она расширяется, а не сжимается, как все остальные,
Простая физика
URL:
ее плотность при этом уменьшается. (а не увеличивается)
Поэтому водяной лед не тонет,
а плавает на поверхности.
У воды высокая температура кипения
и она прекрасный растворитель,
поэтому в ней, при различных условиях,
растворяется большинство органических и неорганических веществ.
И, наконец,
у нее огромный коэффициент поверхностного натяжения.
Благодаря всем этим уникальным свойствам вода стала основой жизни на Земле.
Есть у воды еще одно интересное качество
— она очень "неохотно" замерзает.
Если другие жидкости начинают переходить в твердое состояние постепенно,
сразу после того, как проходят точку замерзания, то
вода "сопротивляется" до последнего.
И для начала затвердевания ей всегда нужны ядра кристаллизации — взвешенные частицы
минерального или органического происхождения.
Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США
решили проверить,
если таких частиц не будет, до какой температуры вода останется жидкой.
Известно, что в облаках вода может присутствовать в виде переохлажденных капель
даже при очень низких температурах,
а потом, когда сверху, из более высоких и холодных слоев, в эти облака попадает мелкая ледяная пыль,
капли моментально кристаллизуются и выпадают на землю в виде ледяной крупы или града.
Ученые в лаборатории разрушили лазером тонкую ледяную пленку,
создав переохлажденную жидкую воду, а затем с помощью инфракрасной спектроскопии отследили все мельчайшие этапы ее преобразований в интервале температур от 135 до 245 кельвинов —
от минус 138 до минус 28 градусов Цельсия.
На "стоп-кадрах" фазовых состояний ученые увидели, что
при переохлаждении вода конденсируется в плотную жидкую фазу, которая продолжает сосуществовать с обычной жидкой фазой.
При этом доля жидкости с высокой плотностью быстро уменьшается при повышении температуры от 190 до 245 кельвинов.
"Мы показали, что жидкая вода при очень низких температурах не только относительно стабильна,
но и существует в двух структурных формах,
— приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования Грега Киммела (Greg Kimmel).
— Полученные данные позволяют разрешить давний спор о том, всегда ли глубоко переохлажденная вода кристаллизуется,
прежде чем она уравновесится.
Ответ — нет".
Авторы впервые экспериментально доказали, что
переохлажденная вода может находиться в стабильном двухфазном жидко-жидком состоянии,
а соотношение фаз варьирует в зависимости от температуры.
Раньше считалось, что при переохлаждении вода неизбежно со временем переходит в твердое состояние.
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах
FAQ
Поиск
Пользователи
Группы
Регистрация
Профиль
Войти и проверить личные сообщения
Вход
