Выяснилось, что вода имеет два жидких состояния — Naked Science
Ольга Иванова

Выяснилось, что вода имеет два жидких состояния

5.5

Международная команда исследователей сделала фундаментальное открытие, обнаружив, что вода может пребывать в двух различных жидких состояниях.

Выяснилось, что вода имеет два жидких состояния / ©Getty Images

Исследование опубликовано в журнале Science. Вода, как известно, является одной из ключевых основ жизни, поэтому ее фазовое поведение имеет фундаментальное значение для самых разных областей науки и техники — от биохимии до материаловедения и промышленных процессов. Знание о ее состояниях может иметь большое значение для научных и инженерных достижений.

Привычное нам жидкое состояние воды соответствует температуре около 25 градусов Цельсия. Идею о том, что жидкая вода может находиться в двух разных состояниях, высказали около 30 лет назад на основании теоретических выкладок и компьютерного моделирования, которое показало: при сильном охлаждении она должна переходить в другое состояние жидкости.

Однако показать это экспериментальным путем пока не удавалось, поскольку при таком охлаждении кристаллизация льда происходит чрезвычайно быстро и «увидеть», что происходит с «жидкой» водой, крайне сложно. До этого момента воду в жидком состоянии могли «удержать» лишь при температурах, не ниже минус 48 градусов Цельсия. Международная группа исследователей смогла добиться жидкого состояния воды при более низких температурах.

Для этого ученые провели эксперимент с использованием инфракрасного фемтосекундного лазера и рентгена. То есть воду не охлаждали, а нагревали аморфный лед высокой плотности особым способом при помощи инфракрасного лазера, который вырабатывал сверхкороткие, но мощные импульсы тепла.

В результате воду удалось «догреть» до температуры в минус 63 градуса Цельсия, а затем подсветить рентгеном, наблюдая за ее состоянием. Выяснилось, что вода при этом может существовать в виде жидкости с низкой плотностью при низком давлении и в виде жидкости с высокой плотностью при высоком давлении.

У этих двух образцов воды оказались разные свойства, а плотность различалась на 20 процентов. Таким образом, ученые предполагают, что в таких состояниях две жидкости не будут смешиваться друг с другом, сосуществуя примерно так же, как нефть и вода.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

4 часа назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Сегодня, 11:04
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

4 часа назад
9 минут
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: