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

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

15 фев, 03:53
+854 1071
Самый сильный человек мира с…

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

8 дек 16, 03:01
+744 159
В чем "провинился" Кадаффи

В чем "провинился" Кадаффи

17 фев, 09:11
+646 472
Сейчас Вы очень удивитесь. В…

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

17 фев, 03:53
+561 311
Стих 10-летнего мальчика про…

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

18 фев, 21:51
+429 177
Любовь напоказ: 16 сексуальн…

Любовь напоказ: 16 сексуальных фантазий, запечатленных в скульптуре

27 окт 16, 04:59
+316 229
Немецкие солдаты о русских.

Немецкие солдаты о русских.

19 фев, 02:53
+301 208
ЧИТАТЬ читать и еще раз чита…

ЧИТАТЬ читать и еще раз читать...будет интересно

17 дек 16, 03:21
+274 95
Экзотика по-африкански: топл…

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

21 фев, 03:01
+257 181
Удивительная находчивость ко…

Удивительная находчивость командира разведчиков

22 дек 16, 04:01
+237 42
Редкие цветные фотографии ко…

Редкие цветные фотографии коммуны хиппи

20 фев, 02:54
+237 146
Почему Сталин вернул погоны …

Почему Сталин вернул погоны в 1943 году

22 фев, 02:53
+222 209
Сотни американских шпионов в…

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

5 ноя 16, 02:00
+207 306
Удивительный текст, как молитва

Удивительный текст, как молитва

10 янв, 03:02
+205 65
Другой взгляд на историю Руси

Другой взгляд на историю Руси

16 янв, 04:01
+195 198
«Моему бывшему хозяину». Пис…

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

13 янв, 03:02
+175 124
Про рухнувший на Украине сам…

Про рухнувший на Украине самолёт, почитайте, интересно!

4 окт 14, 18:53
+170 27
"Маузер": вся правда о писто…

"Маузер": вся правда о пистолете комиссаров

15 янв, 03:02
+168 65
Мужество советского генерала

Мужество советского генерала

1 дек 16, 03:00
+161 149
Отгадайте, кто этот человек?

Отгадайте, кто этот человек?

17 янв, 03:02
+160 91
Немного об оружии

Немного об оружии

19 янв, 03:00
+158 86
Такому в школе нас не учили. А жаль!

Такому в школе нас не учили. А жаль!

15 ноя 16, 18:48
+136 40
Сохраните и читайте, когда б…

Сохраните и читайте, когда будет плохое настроение!

13 ноя 16, 03:58
+133 11
Найдите лошадь..... головоломка

Найдите лошадь..... головоломка

16 ноя 16, 07:49
+133 238
Почему США не замечают...

Почему США не замечают...

1 сен 14, 12:13
+132 35
Сколько денег украли у Росси…

Сколько денег украли у России Англия, Франция, США

14 ноя 16, 01:58
+128 49
15 загадок с подвохом

15 загадок с подвохом

17 ноя 16, 19:47
+127 71
Как советские военные с легк…

Как советские военные с легкостью вычисляли немецких шпионов под Ленинградом

23 ноя 16, 03:01
+124 126
Тайна вьетнамских подземных партизан

Тайна вьетнамских подземных партизан

23 янв, 02:56
+123 51
Добро пожаловать в ад, инженеры.

Добро пожаловать в ад, инженеры.

21 ноя 16, 02:12
+116 116
Почему воины на Руси были та…

Почему воины на Руси были такими могучими?

31 янв, 02:54
+113 96
Интересные факты о Сталине.

Интересные факты о Сталине.

24 ноя 16, 03:01
+108 100
Почему русская военная техни…

Почему русская военная техника называется так, как она называется?

7 дек 14, 12:00
+105 31
Эта история произошла во вре…

Эта история произошла во времена ярой дружбы СССР и Кубы

27 ноя 16, 03:01
+105 25
7 «иуд» русской истории

7 «иуд» русской истории

22 ноя 16, 02:00
+105 143
Что нужно знать о Черном море

Что нужно знать о Черном море

25 янв, 02:56
+102 33
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
Почему американцев называют …

Почему американцев называют пиндосами

25 ноя 16, 02:00
+99 47
Фото по стилю Сальвадору Дал…

Фото по стилю Сальвадору Дали. Обман зрения.

28 ноя 16, 04:01
+97 24
Подвиг Зины Портновой

Подвиг Зины Портновой

26 ноя 16, 03:00
+97 47
Вечный двигатель, которому 2…

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

30 ноя 16, 02:01
+95 89
Совершенство женского тела н…

Совершенство женского тела на черно-белых снимках фотографа из России

24 янв, 01:56
+90 65
Нетривиальное применение хоз…

Нетривиальное применение хозяйственного мыла

29 ноя 16, 03:01
+89 34
Военные хитрости для мужчин

Военные хитрости для мужчин

7 дек 16, 03:01
+81 17
Гигиена Средневековья: как г…

Гигиена Средневековья: как горожане маскировали свое нежелание мыться

1 сен 15, 05:00
+75 51
5 вещей, которые наука до си…

5 вещей, которые наука до сих пор не может объяснить

28 янв, 03:02
+74 73
Как Николай I немцам в 1941 помешал?

Как Николай I немцам в 1941 помешал?

26 янв, 03:01
+74 43
Опасные для компьютера файлы.

Опасные для компьютера файлы.

15 сен 14, 10:32
+72 19
Круто...

Круто...

1 сен 14, 12:45
+71 19
Читать
Читать

Поиск по блогу

Люди

8397 пользователям нравится сайт knowledgeblog.ru