Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Клеточные концентраты растений от производителя по лучшей цене


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Незамерзайка чистой воды

Незамерзайка чистой воды


26-11-2011, 14:02 | Наука и техника / Новость дня | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (3) | просмотров: (4 625)

Незамерзайка чистой воды.

Объяснена способность воды оставаться жидкой до -48 градусов 

 

Детально изучен процесс кристаллизации воды при сверхнизких температурах

Детально изучен процесс кристаллизации воды при сверхнизких температурах

=

ТЕКСТ: Григорий Колпаков

ФОТО: Thinkstock/Fotobank.ru

Сверхчистая вода может оставаться жидкой до -48 градусов по Цельсию, а затем она превращается в «промежуточный лед» – субстанцию, не обладающую ни свойствами льда, ни свойствами воды, показали американские ученые. Это новая глава в истории необычайных свойств воды, многим из которых жизнь на Земле обязана своим существованием.

Наверное, нет на свете более странной, более противоречивой жидкости, чем обычная вода. Она постоянно ведет себя не так. Превращаясь в лед при понижении температуры, она не увеличивает, а уменьшает свою плотность. Таким образом, лед не опускается на дно, а всплывает, давая возможность всему многообразию животных и растений водных экосистем переживать зиму. Ту же строптивость она проявляет в отношении и других своих качеств – таких, например, как сжимаемость и теплоемкость. Химически молекула воды издевательски проста – два атома водорода и один атом кислорода. Однако за счет химических (водородных) связей эти молекулы могут соединяться в 16 различных кристаллических структур, чем, собственно, и объясняются (или должны объясняться) все водяные странности.

Особенно таинственным представляется поведение так называемой «сверхохлажденной» воды.

Если вода очень чистая и не имеет в своем составе примесей, неоднородностей, которые стали бы «зернами кристаллизации», то в жидком состоянии она может находиться при температурах намного ниже нуля.

Однако при достижении некоего критического значения температуры она замерзает настолько быстро, что до сих пор еще никому не удавалось выяснить, почему это происходит и каков в данном случае механизм превращения ее в лёд.

 

Если задачу не получается решить физически, то ее можно попробовать решить виртуально, с помощью компьютерного моделирования. В последнее время такой метод исследования становится все более и более «модным», поэтому Валерия Молинеро и Эмили Мур, химики из Университета Юты, чья статья о воде появилась в сегодняшнем номере журнала Nature, были отнюдь не первыми, кто в попытке вырвать у воды ее тайны обратился к компьютеру.

Правда, у их предшественников с компьютером тоже не сложилось, поскольку такие расчеты отнимали слишком много времени и не давали ясной картины процесса замораживания воды, так как нужно было отследить многие тысячи событий, приводящих к кристаллизации. Молинеро и Мур создали свою собственную программу, в двести раз более быструю, чем предыдущие: они учитывали не атомы водорода и кислорода в отдельности, а вместо этого приняли за элементарную единицу молекулу воды, математически наделив ее свойством соединяться с другими молекулами за счет водородных связей.

Программа, даже ускоренная, работала многие тысячи часов, чтобы отследить поведение 32768 молекул (это намного меньше, чем капля воды), но в конце концов дала ожидаемый результат.

 


Процесс превращения ячейки жидкой воды (белый) в промежуточный лед (зеленый) и истинный лед (красный)//University of Utah.

 

В первую очередь, ученые выяснили минимальную температуру, при которой вода теоретически может оставаться жидкостью, – минус 48 градусов Цельсия! При приближении к этой температуре с водой, даже самой чистой, происходит быстрое структурное превращение – ее молекулы начинают быстро собираться в компании по четыре штуки, образуя тетраэдры.

«Вода превращается во что-то еще, – говорит Молинеро – и это «что-то еще» очень близко ко льду».

Это «что-то еще» ученые назвали «промежуточным льдом».

 

Это еще не кристалл, но уже и не жидкость, это хаотическое собрание еще неупорядоченных кристаллических ячеек-тетраэдров. Кстати, «ледяное стекло», своеобразный аморфный водяной лед, тоже очень мало изученный, как выяснили ученые, на четверть состоит из этих тетраэдров.

А при температуре минус 48 градусов Цельсия эти тетраэдры выстраиваются в правильную решетку, промежуточный лед превращается в настоящий, при этом его плотность резко падает, а теплоемкость и сжимаемость резко возрастает (хотя в других жидкостях эти характеристики, наоборот, с понижением температуры падают). Именно это превращение и определяет высокую скорость кристаллизации сверхохлажденной воды, которая долгое время не давала ученым понять, что же на самом деле там происходит.

Итак, вот механизм, открытый химиками из Юты: на пути из жидкости в лед вода переходит в промежуточное состояние, сумбурный набор элементарных кристаллических ячеек, которые затем очень быстро организуются, превращаясь в идеальный кристалл. 



Источник: gazeta.ru.

Рейтинг публикации:

Нравится10



Комментарии (3) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

  1. » #3 написал: IlyaS (28 ноября 2011 18:23)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментариев 408
    Рейтинг поста:
    0

    не ясно в следствии чего падает плотность. Получается падает количество молекул  в ед объема, при сборке групп, чем при жидком состоянии. Какая сила раздвигает эти группы?

    могу предположить, что всследствии сборки в группы у каждой такой группы образуется слабый заряд. из за чего группы отталкиваются. Но в этом случае - лед становится не устойчивой стркуктурой, которая в коненчом итоге за счет элмаг взаимодействия должен испариться...  и тогда кусок льда должен  имеь эл потенциал... как то не замечено такого в практике...

    и еще. Рост теплоемкости. Опять. В следствии чего? и тогда при прикладывании тепла к куску льда при определенном моменте лед должен начать выделять приложенное к нему тепло? так получается? 


       
     


  2. » #2 написал: небо (26 ноября 2011 19:28)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментариев 56
    Рейтинг поста:
    0

     Плотность повышается, из за расширения энергетической решетки увеличивается магнитная подушка, надо не отбрасывать течение энергий в структуре.

    От gopman:  Вы то сами поняли, чего тут написали? Похоже, что не очень...


       
     


  3. » #1 написал: Gelena2010 (26 ноября 2011 17:19)
    Статус: |



    Группа: Гости
    публикаций 0
    комментариев 0
    Рейтинг поста:
    0

    Журнал Nature в очередной раз изобрел велосипед. Чистая вода замерзает при гораздо низкой температуре и переход сопровождается взрывом

    От gopman: Журнал Nature ничего не изобретал. Он просто опубликовал результаты исследований. Кстати, жутко интересно, чего это там взрывается? И, наверное, с грохотом?)))


       
     






» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Декабрь 2024    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Ваше мнение: Покуда территориально нужно денацифицировать Украину?




Реклама

Облако тегов
Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Любимая Россия, НАТО, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, спецоперация, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map