Самые интересные факты о воде

Свойства воды, а точнее ее аномальные стороны существования изучаются учеными всего мира. Авторы новых исследований предполагают, что аномальные свойства воды (ее плотность, большое поверхностное натяжение, высокая теплоемкость) объясняются прежде всего двумя типами структур, в которые преобразуются молекулы жидкости.

Ученые уже не первый год изучают известные многим 66 необъяснимых с научной точки зрения свойств воды, которые отличают ее от других веществ, встречающихся в жидком состоянии.

Аномальность воды проявляется буквально во всем. К примеру, если у большинства жидкостей плотность с понижением температуры постепенно увеличивается, то у воды максимальная плотность стоит на отметке в 4 градуса Цельсия, а уже при дальнейшем снижении температуры плотность снова начинает убывать. Это поистине уникальное свойство воды – так как если бы плотность воды увеличивалась в зависимости от понижения температуры, то в зимнее время года мелкие водоемы попросту замерзали бы до самого дна. А так благодаря этому свойству жизнь в реках и озерах даже зимой идет полным ходом.

Огромная теплоемкость – тоже является уникальным явлением. Только представьте, что теплая вода у берегов южных стран посредством течения идет по направлению к северным широтам. И именно благодаря теплым океаническим течениям происходит согревание многих северных регионов нашей планеты.

Вода имеет аномально высокое поверхностное напряжение, что позволяет некоторым видам насекомых беспроблемно передвигаться под водной глади. А свойство, благодаря которому вода, достигает крон деревьев, высота которых может превышать несколько десятков метров. Не уникально ли? Оказывается вода обладает мощнейшей капиллярной силой, которая и является «курьером» питательных веществ к древесным кронам.

Ученым до недавнего времени не удавалось объяснить столь аномальные свойства воды, основываясь лишь на строении и химических параметрах жидкости. Весь секрет – в структуре, в которую самоорганизуются водные молекулы. Этот секрет очень долго никто не мог разгадать, по причине невозможности изучения этой структуры воды посредством использования тех же методов, что применялись для изучения строения твердых тел.

Однако команда А.Нильсона, являющегося ведущим специалистом Стенфордского центра синхротронного излучения, все же сумела преодолеть подобного рода трудности и использовала для анализирования свойств воды силу мощного рентгеновского излучения, которое получали с помощью больших ускорителей элементарных частиц (синхротронов). Всего таких синхротронов два – один в Японии, а второй – в США. Техника по сути уникальна в своем роде.

Ученые определили, что существовавшие до недавнего времени представления о молекулярной структуре воды оказались далеко неверными. На самом деле молекулы воды формируют не одну структуру, а сразу же два типа структур, которые сосуществуют в жидкости независимо от ее температуры. Один тип представляет собой сгустки по сто молекул, по структуре напоминающих структуру льда, а второй тип окружает образовавшиеся сгустки и по внешнему виду менее упорядочен, нежели первый тип структуры.

При увеличении температуры (даже до точки кипения) происходит искажение структуры образовавшихся сгустков, уменьшение их количества и преобладание некой разупорядоченной структуры. Представить этот процесс достаточно просто, к примеру, Вы приходите в танцевальный клуб, те, кто сидят за столиками и представляют собой упорядоченный компонент воды, а часть посетителей находятся на танцевальной площадке и непрерывно передвигаются по ней – они и отражают разупорядоченную структуру. Чтобы представить, как увеличивается температура воды, достаточно представить момент ускорения музыки, когда медленная композиция сменяется зажигательным танцем и люди, сидящие за столиками, начинают вставать группами и идти на танцплощадку, тем самым освобождая место в тихой части клуба.

Процесс охлаждения полностью обратный процесс – ведущий приглашает всех к трапезе и посетители начинают освобождать танцевальную площадку и рассаживаются за свои столики. Это объясняет и объясняет зависимость плотности воды от температуры, когда упорядоченные скопления молекул имеют намного меньшую плотность, нежели неупорядоченные. И при этом плотность мало изменяется в связи с изменениями температуры.

Свежие Видео