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 апр, 02:56
+899 1128
Самый сильный человек мира с…

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

8 дек 16, 03:01
+750 159
В чем "провинился" Кадаффи

В чем "провинился" Кадаффи

2 апр, 01:57
+678 499
Сейчас Вы очень удивитесь. В…

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

17 фев, 03:53
+572 313
Стих 10-летнего мальчика про…

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

3 апр, 02:57
+463 190
Немецкие солдаты о русских.

Немецкие солдаты о русских.

4 апр, 05:58
+322 226
Любовь напоказ: 16 сексуальн…

Любовь напоказ: 16 сексуальных фантазий, запечатленных в скульптуре

27 окт 16, 04:59
+314 232
ЧИТАТЬ читать и еще раз чита…

ЧИТАТЬ читать и еще раз читать...будет интересно

17 дек 16, 03:21
+276 96
Экзотика по-африкански: топл…

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

5 апр, 02:57
+266 191
Почему Сталин вернул погоны …

Почему Сталин вернул погоны в 1943 году

6 апр, 02:57
+252 228
Удивительный текст, как молитва

Удивительный текст, как молитва

9 апр, 02:57
+246 75
"Маузер": вся правда о писто…

"Маузер": вся правда о пистолете комиссаров

8 апр, 04:58
+242 119
Удивительная находчивость ко…

Удивительная находчивость командира разведчиков

22 дек 16, 04:01
+239 41
Редкие цветные фотографии ко…

Редкие цветные фотографии коммуны хиппи

7 апр, 01:57
+238 148
Другой взгляд на историю Руси

Другой взгляд на историю Руси

13 апр, 03:57
+227 237
Сотни американских шпионов в…

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

9 мар, 01:58
+224 329
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
+177 124
Про рухнувший на Украине сам…

Про рухнувший на Украине самолёт, почитайте, интересно!

4 окт 14, 18:53
+173 33
Немного об оружии

Немного об оружии

14 апр, 02:56
+172 86
Отгадайте, кто этот человек?

Отгадайте, кто этот человек?

11 апр, 03:56
+166 102
Такому в школе нас не учили. А жаль!

Такому в школе нас не учили. А жаль!

10 апр, 03:58
+150 49
Сохраните и читайте, когда б…

Сохраните и читайте, когда будет плохое настроение!

12 апр, 03:57
+148 14
Почему воины на Руси были та…

Почему воины на Руси были такими могучими?

17 апр, 01:57
+146 118
Интересные факты о Сталине.

Интересные факты о Сталине.

21 апр, 02:57
+146 118
Добро пожаловать в ад, инженеры.

Добро пожаловать в ад, инженеры.

18 апр, 02:57
+142 155
Найдите лошадь..... головоломка

Найдите лошадь..... головоломка

16 апр, 01:57
+142 268
Сколько денег украли у Росси…

Сколько денег украли у России Англия, Франция, США

15 апр, 02:57
+141 59
Тайна вьетнамских подземных партизан

Тайна вьетнамских подземных партизан

19 апр, 01:57
+133 55
Почему США не замечают...

Почему США не замечают...

1 сен 14, 12:13
+132 35
15 загадок с подвохом

15 загадок с подвохом

23 апр, 02:57
+131 71
7 «иуд» русской истории

7 «иуд» русской истории

22 апр, 02:58
+118 171
Эта история произошла во вре…

Эта история произошла во времена ярой дружбы СССР и Кубы

20 мар, 02:58
+115 27
Вечный двигатель, которому 2…

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

25 мар, 01:57
+109 106
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
Подвиг Зины Портновой

Подвиг Зины Портновой

27 мар, 02:57
+100 43
Всадница. Задание для глаз

Всадница. Задание для глаз

6 дек 16, 04:01
+100 191
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
Военные хитрости для мужчин

Военные хитрости для мужчин

28 мар, 02:58
+87 22
Как Николай I немцам в 1941 помешал?

Как Николай I немцам в 1941 помешал?

29 мар, 02:56
+84 43
5 вещей, которые наука до си…

5 вещей, которые наука до сих пор не может объяснить

30 мар, 02:58
+79 78
Гигиена Средневековья: как г…

Гигиена Средневековья: как горожане маскировали свое нежелание мыться

31 мар, 01:57
+78 61
Опасные для компьютера файлы.

Опасные для компьютера файлы.

26 мар, 03:57
+75 25
Круто...

Круто...

1 сен 14, 12:45
+71 19
Просто фото или не просто фото

Просто фото или не просто фото

3 авг 14, 14:52
+71 7
Читать
Читать

Поиск по блогу

Люди

8399 пользователям нравится сайт knowledgeblog.ru