12 декември 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Опит за обяснение на странните свойства на водата

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 28 март 2018 в 11:4087681
Клъстерите на леда - кислородът е представени като сфери, а водородните връзки като линии. Работата показва как възникват сложни кристални структури в резултат на взаимодействието на водата. Схема: University of Bristol

Учените от векове са наясно с уникалните свойства на водата, но защо се държи така тази важна за живота течност остава загадка, разказва ЕurekАlert!.

Един опит за нов начин за разгадаване на странното поведение на водата на учени от Университетите в Бристол и Токио е публикуван тази седмица в списание  Proceedings of the National Academy of Sciences (Бюлетин на Националната академия на науките на Съединените американски щати).

Когато се сравнява с обикновена течност, водата показва огромен брой аномалии. Известен пример е, че течната вода се разширява при охлаждане под 4°С, заради което езерата замръзват отгоре, но не и до дъното.

Освен това водата става по-малко вискозна, когато се компресира, или нейното необикновено високо повърхностно напрежение, което позволява на насекомите да ходят по повърхността на водата.

Ето един списък с уникалните свойства:

  • остава течна в достатъчно широк диапазон от температури;
  • има слаба топлопроводимост;
  • водата е почти единственото вещество (освен сребърния хлорид), което се разширява при замръзване. Заради това водоемите не замръзват до дъно и в тях е възможен живот;
  • водата има максимална плътност не при замръзване, а при tо = +4оС, поради което под вода през зимата живеят риби и други организми.
  • водата има огромна топлоемкост. Затова океаните работят като терморегулатори, поддържайки устойчивостта на климата и по този начин създавайки условия за безопасен органичен живот;
  • водата е универсален разтворител и затова в клетките могат да протичат химически реакции.

Молекула на водата. Plus Maths

Тези и много други аномалии са от фундаментално значение в безброй естествени и технологични процеси, като земния климат и възможността за съществуването на самия живот. От гледна точка на антропния принцип - сякаш молекулата на водата е фино настроена да има такива уникални свойства. 

Започвайки от наблюдението, че свойствата на водата изглеждат фино настроени с помощта на мощни суперкомпютри учените, ръководени от д-р Джон Русо (John Russo) от Университета в Бристол и професор Хаджиме Танака (Hajime Tanaka) от Университета в Токио, бавно "разтройват" взаимодействията на водата.

Те показват как аномалните свойства на водата могат да бъдат променени и евентуално изравнени до тези на една проста течност. Например, вместо да плава отгоре на водата, плътността на леда се променя плавно, докато не потъне. Същото се прави и с всички аномалии на водата.

Фазова диаграма като функция на устойчивостта на тетраедритната структура λ и налягането P

"Благодарение на тази процедура открихме, че това, което кара водата да се държи аномално, е наличието на определена подредба на водните молекули, като например тетраедричен строеж, при който водната молекула има водородни връзки към четири молекули, разположени по върховете на тетраедър", обяснява д-р Русо.

"Четири от тези тетраедрични подредби се самоорганизират по такъв начин, че споделят обща водна молекула в центъра, без да се припокриват. Това високоорганизирано подреждане на водните молекули, смесено с други неподредености, дава на водата нейните особени свойства".

"Смятаме, че тази работа осигурява просто обяснение за аномалиите и подчертава изключителния характер на водата, което я прави толкова специална в сравнение с всяко друго вещество", заключава математикът.


Препоръчани материали
+ 0
- 6
"уникалните свойства... има слаба топлопроводимост"

Глупости. Водата има висока топлопроводимост спрямо другите течности и газове, а дали не беше и най-висока.
Кое му е уникалното?
 
Още от : Новини
Виц на деня: 10 декември
10 декември 2018 в 10:45
Виц на деня: 10 декември
Виц на деня: 10 декември
10 декември 2018 в 10:454808
Виц на деня: 10 декември
Виц на деня: 10 декември
10 декември 2018 в 10:45
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.