Иван Р предлагает Вам запомнить сайт «Быть умным - это модно»
Вы хотите запомнить сайт «Быть умным - это модно»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Ученые обнаружили новое, удивительное свойство воды

развернуть
Ученые обнаружили новое, удивительное свойство воды
Одна из базовых вещей, которые мы узнаем на уроках естествознания в школе, это то, что вода может существовать в трех разных состояниях: в виде твердого льда, жидкой воды или газообразного пара. Но недавно международная группа ученых обнаружила признаки того, что жидкая вода на самом деле может существовать в двух разных состояниях.

Проводя исследовательскую работу — результаты были опубликованы потом в International Journal of Nanotechnology — ученые неожиданно обнаружили, что у воды температурой от 50 до 60℃ меняется ряд свойств. Этот признак возможного существования второго жидкого состояния воды разжег горячую дискуссию в научных кругах. Если это подтвердится, то открытие найдет применение во множестве областей, включая нанотехнологии и биологию.

Агрегатные состояния, которые еще называют «фазами», — ключевое понятие учения о системах атомов и молекул. Грубо говоря, система, состоящая из множества молекул, может быть организована в виде определенного числа конфигураций в зависимости от ее общего количества энергии. При высоких температурах (а значит, при большем уровне энергии) молекулам доступно большее число конфигураций, то есть они менее жестко организованы и двигаются относительно свободно (газовая фаза). При более низких температурах у молекул в распоряжении меньше конфигураций и они находятся в более организованной фазе (жидкой). Если температура опустится еще ниже, они примут одну определенную конфигурацию и образуют твердое тело.

Эта общее положение вещей для относительно простых молекул, таких как диоксид углерода или метан, у которых три ясно различаемых состояния (жидкость, твердое тело и газ). Но у более сложных молекул есть большее число возможных конфигураций, а значит и количество фаз возрастает. Прекрасная иллюстрация этого — двойственное поведение жидких кристаллов, которые формируются из комплексов органических молекул и могут течь, как жидкости, но сохраняют при этом твердую кристаллическую структуру.

Так как фазы вещества определяются его молекулярной конфигурацией, многие физические свойства кардинально меняются, когда вещество переходит из одного состояния в другое. В вышеупомянутом исследовании ученые измеряли несколько контрольных свойств воды температурой от 0 до 100 ℃ при нормальных атмосферных условиях (чтобы вода была жидкостью). Неожиданно они обнаружили резкие отклонения в таких свойствах как, например, поверхностное натяжение воды и коэффициент преломления (показатель, отражающий, как свет проходит через воду) при температуре около 50℃.

Особая структура

Как это возможно? Структура молекулы воды, H₂O, очень интересна и может быть изображена в виде своего рода стрелки, где атом кислорода располагается вверху, а два атома водорода «сопровождают» его с флангов. Электроны в молекулах стремятся распределиться ассиметричным образом, из-за чего со стороны кислорода молекула получает отрицательный заряд по сравнению со стороной водорода. Эта простая структурная особенность ведет к тому, что молекулы воды начинают определенным образом взаимодействовать друг с другом, их противоположные заряды притягиваются, образуя так называемую водородную связь.

Это позволяет воде во многих случаях вести себя иначе, чем это делают, согласно наблюдениям, другие простые жидкости. Например, в отличие от большинства других веществ определенная масса воды занимает больше места в твердом состоянии (в виде льда), чем в жидком, из-за того, что ее молекулы образуют специфическую регулярную структуру. Другой пример — поверхностное натяжение жидкой воды, которое в два раза больше, чем у других неполярных, более простых жидкостей.

Вода довольно проста, но не слишком. Это значит, что единственное объяснение проявившейся дополнительной фазе воды — то, что она ведет себя немного как жидкий кристалл. Водородные связи между молекулами поддерживают определенный порядок при низких температурах, но могут приходить и в другое, более свободное состояние при повышении температуры. Этим объясняются значительные отклонения, наблюдаемые учеными во время исследований.

Если все подтвердится, выводы авторов могу найти множество применений. Например, если изменения в окружающей среде (скажем, температуры) влекут за собой изменения в физических свойствах вещества, теоретически это можно использовать при создании аппаратуры зондирования. Или можно подойти более фундаментально — биологические системы состоят в основном из воды. То, как органические молекулы (например, протеины) взаимодействуют друг с другом, вероятно, зависит от того, как молекулы воды образуют жидкую фазу. Если понять, как молекулы воды в среднем ведут себя при разных температурах, можно прояснить, как они взаимодействуют в биологических системах.

Это открытие — отличная возможность для теоретиков и экспериментаторов, а также прекрасный пример того, что даже самое привычное вещество может скрывать в себе секреты.


Автор: Лев Дубров






Источник →

Ключевые слова: вода, наука, физика
Опубликовано 03.01.2017 в 05:00

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Показать новые комментарии
Правда о репрессиях 1937 года

Правда о репрессиях 1937 года

1 мар, 02:58
+884 1113
Самый сильный человек мира с…

Самый сильный человек мира случайно разогнал гей-парад на Украине.

8 дек 16, 03:01
+747 159
В чем "провинился" Кадаффи

В чем "провинился" Кадаффи

2 мар, 01:58
+661 486
Сейчас Вы очень удивитесь. В…

Сейчас Вы очень удивитесь. Возможно, здесь приведены всего лишь цифры, но какие! Итак, начнём.

17 фев, 03:53
+567 311
Стих 10-летнего мальчика про…

Стих 10-летнего мальчика про Родину. Ну и дааааааа....

5 мар, 02:58
+452 186
Любовь напоказ: 16 сексуальн…

Любовь напоказ: 16 сексуальных фантазий, запечатленных в скульптуре

27 окт 16, 04:59
+315 232
Немецкие солдаты о русских.

Немецкие солдаты о русских.

3 мар, 01:58
+310 214
ЧИТАТЬ читать и еще раз чита…

ЧИТАТЬ читать и еще раз читать...будет интересно

17 дек 16, 03:21
+275 96
Экзотика по-африкански: топл…

Экзотика по-африкански: топлес-выставка женской красоты без табу (+18)

21 фев, 03:01
+259 188
Почему Сталин вернул погоны …

Почему Сталин вернул погоны в 1943 году

6 мар, 01:58
+246 228
Удивительная находчивость ко…

Удивительная находчивость командира разведчиков

22 дек 16, 04:01
+238 41
Редкие цветные фотографии ко…

Редкие цветные фотографии коммуны хиппи

4 мар, 01:58
+237 147
Удивительный текст, как молитва

Удивительный текст, как молитва

8 мар, 02:57
+236 70
"Маузер": вся правда о писто…

"Маузер": вся правда о пистолете комиссаров

7 мар, 06:56
+231 115
Сотни американских шпионов в…

Сотни американских шпионов в период холодной войны были пойманы в СССР по глупейшей причине

9 мар, 01:58
+223 329
Другой взгляд на историю Руси

Другой взгляд на историю Руси

16 янв, 04:01
+200 207
Мужество советского генерала

Мужество советского генерала

12 мар, 02:58
+191 168
«Моему бывшему хозяину». Пис…

«Моему бывшему хозяину». Письмо раба, написанное 150 лет назад, потрясло полмира

13 янв, 03:02
+176 124
Про рухнувший на Украине сам…

Про рухнувший на Украине самолёт, почитайте, интересно!

4 окт 14, 18:53
+171 33
Немного об оружии

Немного об оружии

14 мар, 02:57
+165 86
Отгадайте, кто этот человек?

Отгадайте, кто этот человек?

13 мар, 03:58
+164 102
Такому в школе нас не учили. А жаль!

Такому в школе нас не учили. А жаль!

15 мар, 03:58
+146 46
Сохраните и читайте, когда б…

Сохраните и читайте, когда будет плохое настроение!

16 мар, 03:57
+140 12
Найдите лошадь..... головоломка

Найдите лошадь..... головоломка

17 мар, 01:58
+138 259
Почему воины на Руси были та…

Почему воины на Руси были такими могучими?

22 мар, 06:51
+136 111
Почему США не замечают...

Почему США не замечают...

1 сен 14, 12:13
+132 35
Добро пожаловать в ад, инженеры.

Добро пожаловать в ад, инженеры.

21 мар, 02:56
+131 143
Сколько денег украли у Росси…

Сколько денег украли у России Англия, Франция, США

14 ноя 16, 01:58
+131 50
15 загадок с подвохом

15 загадок с подвохом

17 ноя 16, 19:47
+128 71
Интересные факты о Сталине.

Интересные факты о Сталине.

19 мар, 02:58
+127 108
Как советские военные с легк…

Как советские военные с легкостью вычисляли немецких шпионов под Ленинградом

23 ноя 16, 03:01
+125 126
Тайна вьетнамских подземных партизан

Тайна вьетнамских подземных партизан

23 янв, 02:56
+124 51
Эта история произошла во вре…

Эта история произошла во времена ярой дружбы СССР и Кубы

20 мар, 02:58
+115 27
7 «иуд» русской истории

7 «иуд» русской истории

18 мар, 02:57
+115 161
Вечный двигатель, которому 2…

Вечный двигатель, которому 25 тысяч лет: почему его исследования подавляются?

25 мар, 01:57
+109 107
Почему русская военная техни…

Почему русская военная техника называется так, как она называется?

7 дек 14, 12:00
+105 31
Что нужно знать о Черном море

Что нужно знать о Черном море

25 янв, 02:56
+104 32
Почему американцев называют …

Почему американцев называют пиндосами

25 ноя 16, 02:00
+102 47
Уникальный вертолет «Чёрная акула»

Уникальный вертолет «Чёрная акула»

30 янв, 03:54
+100 29
Всадница. Задание для глаз

Всадница. Задание для глаз

6 дек 16, 04:01
+100 191
Подвиг Зины Портновой

Подвиг Зины Портновой

27 мар, 02:57
+100 48
Фото по стилю Сальвадору Дал…

Фото по стилю Сальвадору Дали. Обман зрения.

23 мар, 02:57
+98 24
Совершенство женского тела н…

Совершенство женского тела на черно-белых снимках фотографа из России

24 мар, 01:57
+92 68
Нетривиальное применение хоз…

Нетривиальное применение хозяйственного мыла

29 ноя 16, 03:01
+89 34
Опасные для компьютера файлы.

Опасные для компьютера файлы.

26 мар, 03:57
+75 25
Круто...

Круто...

1 сен 14, 12:45
+71 19
Межконтинентальная баллистич…

Межконтинентальная баллистическая ракета «Булава»

27 янв, 03:02
+71 18
Просто фото или не просто фото

Просто фото или не просто фото

3 авг 14, 14:52
+71 7
Это ответные санкции, что ли ?

Это ответные санкции, что ли ?

8 авг 14, 10:16
+70 42
Если Вас на улице остановил …

Если Вас на улице остановил сотрудник полиции:

29 янв, 02:01
+63 39
Читать
Читать

Поиск по блогу

Люди

8399 пользователям нравится сайт knowledgeblog.ru