1 ответ(ов) в теме
Администрация
не в сети 2 часа
На сайте с 10.08.2014
Администратор
Тем 35
Сообщения 35
1
23:44

Что происходит на нашем плотном плане с водой. Открытия 2016г.

Учёные открыли новое агрегатное состояние воды

Лондон, 15 ноября. Физики открыли новое состояние жидкой воды. Это открытие было сделано при изучении ее свойств при разных температурах.
Существовало три состояния воды – газообразное, жидкое и твердое. Ученые добавили, что при ряде условий она также может представлять собой плазму.
Группа физиков из разных стран сделала уникальное открытие. По их словам, у воды есть еще одно состояние — жидкое, но не обыкновенное. Для его наблюдения необходимо нагреть воду до 40–60 градусов по Цельсию.
Специалисты обратили внимание, что при 50 градусов меняется коэффициент преломления воды, при 53 градусах – меняется электропроводность, а при 64 градусах – теплопроводность этого вещества. Изменение физических свойств воды при нагревании стало новым промежуточным агрегатным состоянием.

Вы не можете просматривать опубликованные ссылки

;cid=2161

"Минеральная" вода: открыто абсолютно новое состояние молекул H2O

Сенсационное открытие сделали американские физики: с помощью компьютерного моделирования и нейтронного рассеяния они обнаружили абсолютно новое состояние молекул воды – нетипичное ни для одного из трёх известных агрегатных состояний.
Как известно, вода имеет три основных агрегатных состояния — жидкое, твёрдое и газообразное. Однако под большим давлением и в тесном пространстве молекулы воды демонстрируют ещё одно состояние и живут при этом не по классическим, а по квантовым законам физики.

Исследователи из Национальной лаборатории в Оук-Ридж (Oak Ridge National Laboratory) совместно с лабораторией Резерфорда-Эплтона (Rutherford Appleton Laboratory) провели эксперимент, чтобы выяснить, какое состояние принимает жидкость в микротрещинах горных пород, почве, а также в ходе прохождения через клеточные мембраны. Однако открытие оказалось куда более масштабным и неожиданным.

В ходе эксперимента воду помещали в шестиугольные сверхмалые каналы в минерале берилл (химическая формула Be3Al2Si6O18). Этот минерал – основа изумрудов. Диаметр изученных каналов составляет всего 0,5 нанометра.

Как оказалось, молекулы воды демонстрируют квантовый эффект туннелирования, преодолевая потенциальный барьер. Такое состояние воды никогда ранее не наблюдалось учёными и не соответствовало каким-либо типичным состояниям этого вещества.

Само по себе это явление (квантовое туннелирование) уже давно известно, но ранее всегда считалось, что оно существует лишь в квантовой механике.

При низких температурах (5-50 К) эта "туннельная" вода демонстрирует квантовые свойства, что в классическом мире невозможно. "В этом случае атомы кислорода и водорода являются "делокализоваными" и, значит, одновременно присутствуют в шести симметричных позициях в канале", — объясняет ведущий автор исследования Александр Колесников в пресс-релизе на сайте Американского физического общества (APS).
Исследование образцов при помощи нейтронного рассеяния, а также последующее компьютерное моделирование возможных вариантов, показало, что атомы молекулы воды "делокализуются" в пространстве внутри шестигранного канала, то есть у них нет какой-то одной ориентации. Они находятся одновременно во всех шести возможных позициях.
молекула воды

Простым языком этот феномен можно описать следующим образом. Представим молекулу воды в шестигранном канале. В молекуле есть атом кислорода, который располагается почти точно по центру канала, а пара водородов обращена к одной из шести стенок канала. Провернуться внутри канала и перейти из одной ориентации в другую молекула воды физически не может – канал для этого слишком узок — точнее, так считалось раньше.

В ходе работы выяснилось, что молекула воды всё-таки может поменять ориентацию от одной стенки к другой, при этом не побывав в каком-то среднем положении — она туннелирует из начальной в конечную точку поворота (преодолевая тот самый потенциальный барьер между двумя возможными положениями). Кроме того, поскольку все шесть положений эквивалентны, то туннелирование происходит между всеми положениями одинаково. Сложно представить это, оперируя понятиями классической физики, но можно представить, что пара атомов водорода в молекуле H2O как будто "размазывается" внутри канала, образуя что-то вроде бублика плотности вокруг центра канала.

"Эксперименты показали, что средняя кинетическая энергия атомов водорода молекулы воды, находящейся в туннельном состоянии при температуре, близкой к температуре абсолютного нуля, приблизительно на 30 процентов меньше, чем энергия атомов водорода воды в обычном жидком или твердом состоянии", – рассказывает Александр Колесников на сайте Оук-Риджской лаборатории, — И этот факт полностью противоречит всем существующим моделям и теориям".

Интересно, что для того, чтобы молекулы воды перешли в туннельное состояние, недостаточно "загнать" их в любую узкую полость. Как показали компьютерные расчёты, "катализатором" перехода молекул воды в туннельное состояние являются колебания структуры кристалла берилла.

Ещё один интересный факт – это то, что так называемая "берилловая вода" не имеет дипольного момента. Как известно, в обычных условиях атомы водорода в молекуле воды заряжены положительно и "смотрят" в одну сторону, а атом кислорода, который заряжен отрицательно, — в другую. Однако в минерале молекула воды вообще не имеет положительно и отрицательно заряженных "полюсов".

Вероятно, открытие нового состояния молекул воды в берилле поможет понять её термодинамические свойства в различных геологических условиях, а также в замкнутых средах (например, в углеродных нанотрубках).
Исследователи из Оук-Риджа и Лаборатории Резерфорда-Эплтона не сомневаются, что их открытие повлечёт за собой множество дискуссий в биологических, геологических и физико-математических кругах: теперь важно будет объяснить механизм нового явления и понять, как оно подействует на каждую научную сферу.
Исследование в журнале Physical Review Letters.

Вы не можете просматривать опубликованные ссылки

;tid=108407

Своенравное поведение: исследователи заморозили воду при температуре кипения

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) выяснили, что вода, заключённая внутри крошечных полостей углеродных нанотрубок, ведёт себя необычным образом. Она может полностью замёрзнуть при температурах, превышающих температуру кипения, то есть выше 100 градусов С.

Отметки ноль и 100 градусов С верны для уровня моря, но в горах ситуация изменяется. Давление также играет большую роль, а на высоте давление атмосферы ниже, в итоге вода в горах кипит при более низких температурах.
Вода ведёт себя достаточно странно, когда она заключена в тесном пространстве. Так, учёные из Национальной лаборатории Оук-Ридж в США ранее обнаружили, что вода имеет необычное состояние, когда она находится под сильным давлением в крошечных пространствах – туннелирование.

При этом температура замерзания повышалась, а не понижалась. В одном эксперименте вода затвердевала в нанотрубке при температурах между 105 и 151 градусом Цельсия.
В итоге учёные обнаружили, что изменение диаметра нанотрубки всего на 0,01 нанометра может изменить точку замерзания воды на несколько десятков градусов.
Исследователи MIT помещали воду в нанотрубку через оба конца, которые оставались открытыми. При этом, как именно вода попадала внутрь, до сих пор остаётся загадкой, учитывая тот факт, что обычно нанотрубки отталкивают воду.

И хотя вода безусловно переходила в твёрдую фазу, исследователи не хотят называть это состояние словом "лёд". Потому что как такового льда нет. Есть твёрдая вода.
Странное состояние вещества остаётся стабильным при комнатной температуре. Учёные предполагают разработать тип "ледяных проводов", которые проводят протоны в десять раз лучше, чем существующие материалы.

Вы не можете просматривать опубликованные ссылки

Открыто четвёртое агрегатное состояние воды - капельный кластер.

Тюмень. Новое состояние воды - «капельный кластер» - открыли тюменские ученые. Об этом сообщил академик РАН, директор института криосферы Земли Владимир Мельников.
Впервые эта структура была случайно обнаружена в Тюменском госуниверситете ученым, специалистом кафедры микро- и нанотехнологий Александром Федорцом. Именно он дал ей название - капельный кластер.

Учёные института криосферы Земли измерили вязкость структуры и показали, что при умеренной и низкой турбулентности среды кластеры обладают большей вязкостью, чем вязкость воздуха.

Выяснилось, что носителями структуры являются капельные цепочки, и при уменьшении турбулентности тумана, длина капельных цепочек возрастает и они могут образовывать пространственные структуры кристаллического типа.

Вы не можете просматривать опубликованные ссылки
Редакции сообщения
15.12.2017 23:45АдминистрацияПричина: не указано
0
Вы не имеете права на публикацию сообщений в этой теме