«На границе» жидкости и льда: открыто четвёртое состояние воды
Москва, 20:15, 19 Сен 2020, редакция FTimes.ru, автор Евгений Омельченко.
Принято считать, что вода, как и любое другое вещество на планете, может существовать в виде жидкости, газа и твердого тела (льда). Но исследователям из Соединенных Штатов Америки удалось установить, что переохлажденная вода представляет собой двойственную жидкость, то есть, находится в переходном состоянии. Это сделали после того, как замерили воду в точке ниже ее порога замерзания. Фактически учёные заявили об открытии нового состояния воды.
Вода имеет массу уникальных свойств и остается неизученной
Наша планета на две трети состоит из воды, человек на восемьдесят процентов также состоит из воды, но при этом вода как химическое вещество остается неизученной в полной мере. Она продолжает оставаться субстанцией, которая скрывает в себе много тайн. Суть в том, что вода ведет себя не так, как другие жидкости, когда подвергается оледенению. Она расширяется, при этом плотность ее становится меньше.
По этой причине лед способен удерживаться на поверхности и не тонуть. Вода также выступает отменным растворяющим средством, так как в ней при нагревании до ста градусов можно растворить практически любое соединение на Земле. Вдобавок ко всем необычным свойствам воды следует добавить высочайший поверхностный коэффициент натяжения.
Но все эти свойства вода имеет не зря, ведь они помогли ей стать основой для существования жизни на планете Земля. Еще одно интересное свойство – плавное замерзание. Она, попав в точку замерзания, не превращается сразу в твердое вещество, а еще некоторое время продолжает противиться. Она использует взвешенные минеральные частицы, названные кристаллизующими ядрами.
Вода может вступать в переходное двухфазное состояние
Эксперты из США попробовали изъять кристаллизующие ядра из воды в процессе заморозки, и посмотреть, что с ней случится. Вода в облаках может оставаться в виде капель даже тогда, когда сильно замерзает. Когда облака наполняются мелкой ледяной крошкой, то капли кристаллизуются и низвергаются на землю градом.
При разрушении специалистами тонкой ледяной пленки получилась переохлажденная жидкая вода. Исследователи использовали инфракрасный спектроскоп, и начали следить с его помощью за процессом охлаждения и преобразования воды. Они проследили за водой, охлаждающейся от минус двадцати восьми до минус ста тридцати восьми градусов по Цельсию. Им удалось установить, что она конденсируется, переходя в стадию плотной жидкости, при этом оставаясь жидкой. Таким образом, она как бы «зависает» между двумя агрегатными состояниями – жидким и твердым.
Жидкая вода при заморозке остается не только относительно стабильным веществом, но и соединением с двойственной структурой. Исследователи получили отрицательный ответ на вопрос: всегда ли имеет место кристаллизация переохлажденной воды?
Эксперимент американских специалистов оказался первым, подтвердившим тот факт, что вода действительно может находиться одновременно в двух фазах существования. Поэтому теперь у воды есть еще одно состояние – двухфазное полужидкое-полутвердое. Причем при изменении температуры можно варьировать преобладание одной из фаз. Результаты анализа напрочь разбивают аксиому о том, что вода при охлаждении обязательно переходит в состояние льда.
