Вода неоднородна и состоит из двух жидкостей: представлена новая теория о составе H2O
Москва, 07:30, 25 Июл 2020, редакция FTimes.ru, автор Евгений Омельченко.
Вода – самая распространенная на нашей планете субстанция, свойства которой по-прежнему вызывают ожесточенные споры в научных кругах. Тридцать лет назад исследователи выдвинули предположение о том, что вода существует в двух видах. Итальянские специалисты сегодня смогли найти доказательства, подтверждающие правдивость этого предположения, и представили их общественности.
До сегодняшнего дня специалисты технически не могли подтвердить теорию тридцатилетней давности
Химики отмечают, что вода по-особому реагирует на низкие температуры. Охлаждаясь, она не сжимается, как большинство химических элементов, а расширяется. Поэтому ледники могут плавать на поверхности морей и океанов.
Три десятилетия назад специалисты предположили, что вода может существовать в двух разных формах, одна из которых имеет более плотную структуру. Долгое время лабораторно подтвердить это предположение не удавалось, но итальянские исследователи опубликовали доказательства верности этой теории.
Исследование было проведено усилиями специалистов из университета Принстона и римского Ла Сапиенца. Они обнаружили, что при охлаждении до восьмидесяти трех градусов по Цельсию вода входит в критическую фазу, при которой две фазы жидкости просто невозможно различить. При этом уже давно четко определена критическая фаза при изменении агрегатного состояния воды с жидкого в газообразное.
Исследователи не скрывают своей радости, ведь они долгие тридцать лет не могли подтвердить выдвинутую теорию. Однако теперь это сделано. До нынешнего исторического момента специалисты предпринимали попытки довести реальные молекулы воды до второй критической точки, но результаты этих попыток не давали оснований подтвердить существование второй формы воды.
Вода по-разному реагирует на замерзание в зависимости от плотности
Специалисты нашли выход в создании компьютерной модели, и это стоило им немалых усилий. Да, сегодня уже созданы суперкомпьютеры с искусственным интеллектом и нереальной вычислительной мощностью, но на моделирование исследователи потратили полтора года.
Во время симуляции плотность воды сильно колебалась, но все же удалось обнаружить вторую критическую точку. Были созданы две компьютерные модели, для каждой из которых был разработан отдельный вычислительный подход.
В итоге специалисты сделали вывод: при замерзании вода переходит в две разные фазы в зависимости от перегруппировки ее молекул. При жидкости с низкой плотностью четыре молекулы собираются вокруг центральной молекулы, создавая тетраэдр. При высокой плотности на авансцену выходит шестая молекула, которая увеличивает плотность жидкости.
Исследователи акцентируют внимание на том, что «в пределах доступных вычислительных возможностей было доказано существование метастабильной критической точки в стадии глубокого охлаждения молекул воды». Но специалисты пока далеки от окончательного результата. Необходимо провести еще ряд экспериментов с привлечением более дорогостоящих вычислительных средств.
