Apa nu este ca alte lichide

oamenii

Apa rece este două lichide într-unul. La această concluzie au ajuns cercetătorii americani după ce au făcut primele măsurători ale apei lichide la temperaturi mult sub punctul normal de îngheț. Rezultatele studiului sunt publicate în revista Science.

În ciuda distribuției sale extrem de largi, apa ca substanță chimică nu a fost încă studiată pe deplin. Oamenii de știință o numesc uneori cea mai misterioasă substanță de pe Pământ.

Faptul este că apa nu este ca alte lichide - atunci când îngheață, se extinde, nu se micșorează, ca toți ceilalți, iar densitatea ei scade. Prin urmare, gheața de apă nu se scufundă, ci plutește la suprafață. Apa are un punct de fierbere ridicat și este un solvent excelent, motiv pentru care majoritatea substanțelor organice și anorganice se dizolvă în ea în condiții diferite. În cele din urmă, are un coeficient imens de tensiune superficială. Datorită tuturor acestor proprietăți unice, apa a devenit baza vieții pe Pământ.

Apa are o altă calitate interesantă - îngheață foarte „cu reticență”. Dacă alte lichide încep să se solidifice treptat, imediat ce trec de punctul de îngheț, apa „rezistă” la ultima. Și pentru începutul întăririi are nevoie întotdeauna de nuclee de cristalizare - particule suspendate de origine minerală sau organică.

Cercetătorii de la Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) din cadrul Departamentului de Energie al SUA au decis să verifice, dacă nu există astfel de particule, la ce temperatură va rămâne apa lichidă.

Se știe că apa poate fi prezentă în nori sub formă de picături supraîncălzite chiar și la temperaturi foarte scăzute, iar apoi, când de sus, din straturile cele mai înalte și mai reci, praf de gheață fin cade în acești nori, picăturile se cristalizează instantaneu și cad.pe sol sub formă de boabe de gheață sau grindină.

Oamenii de știință au distrus pelicula subțire de gheață cu un laser într-un laborator, creând apă lichidă răcită, apoi au folosit spectroscopia în infraroșu pentru a urmări toate cele mai mici etape ale transformărilor sale în intervalul de temperatură de la 135 la 245 Kelvin - de la minus 138 la minus 28 de grade Celsius.

În fotografiile stărilor de fază, oamenii de știință au văzut că în timpul supraîncălzirii, apa se condensează într-o fază lichidă densă, care continuă să coexiste cu faza lichidă normală. În acest caz, proporția fluidului de înaltă densitate scade rapid atunci când temperatura crește de la 190 la 245 kelvini.

„Am arătat că apa lichidă la temperaturi foarte scăzute nu este doar relativ stabilă, dar există și în două forme structurale”, a spus co-autorul Greg Kimmel într-un comunicat de presă. "Constatările ajută la rezolvarea unei dispute de lungă durată cu privire la faptul dacă apa răcită adânc cristalizează întotdeauna înainte de a se echilibra. Răspunsul este nu."

Autorii studiului au fost primii care au demonstrat experimental că apa rece poate fi într-o stare stabilă lichid-lichid în două faze, iar raportul de fază variază în funcție de temperatură. Se credea că în timpul răcirii, apa a devenit inevitabil solidă în timp.