Незамерзайка чистой воды

Незамерзайка чистой воды

Сверхчистая вода может оставаться жидкой до -48 градусов по Цельсию, а затем она превращается в «промежуточный лед» –субстанцию, не обладающую ни свойствами льда, ни свойствами воды, показали американские ученые. Это новая глава в истории необычайных свойств воды, многим из которых жизнь на Земле обязана своим существованием.  

Наверное, нет на свете более странной, более противоречивой жидкости, чем обычная вода. Она постоянно ведет себя не так. Превращаясь в лед при понижении температуры, она не увеличивает, а уменьшает свою плотность. Таким образом, лед не опускается на дно, а всплывает, давая возможность всему многообразию животных и растений водных экосистем переживать зиму. Ту же строптивость она проявляет в отношении и других своих качеств –таких, например, как сжимаемость и теплоемкость. Химически молекула воды издевательски проста –два атома водорода и один атом кислорода. Однако за счет химических (водородных) связей эти молекулы могут соединяться в 16 различных кристаллических структур, чем, собственно, и объясняются (или должны объясняться) все водяные странности.  

Особенно таинственным представляется поведение так называемой «сверхохлажденной» воды.

Если вода очень чистая и не имеет в своем составе примесей, неоднородностей, которые стали бы «зернами кристаллизации», то в жидком состоянии она может находиться при температурах намного ниже нуля.  

Однако при достижении некоего критического значения температуры она замерзает настолько быстро, что до сих пор еще никому не удавалось выяснить, почему это происходит и каков в данном случае механизм превращения ее в лёд.  

Если задачу не получается решить физически, то ее можно попробовать решить виртуально, с помощью компьютерного моделирования. В последнее время такой метод исследования становится все более и более «модным», поэтому Валерия Молинеро и Эмили Мур, химики из Университета Юты, чья статья о воде появилась в сегодняшнем номере журнала , были отнюдь не первыми, кто в попытке вырвать у воды ее тайны обратился к компьютеру.Правда, у их предшественников с компьютером тоже не сложилось, поскольку такие расчеты отнимали слишком много времени и не давали ясной картины процесса замораживания воды, так как нужно было отследить многие тысячи событий, приводящих к кристаллизации. Молинеро и Мур создали свою собственную программу, в двести раз более быструю, чем предыдущие: они учитывали не атомы водорода и кислорода в отдельности, а вместо этого приняли за элементарную единицу молекулу воды, математически наделив ее свойством соединяться с другими молекулами за счет водородных связей.  

Программа, даже ускоренная, работала многие тысячи часов, чтобы отследить поведение 32768 молекул (это намного меньше, чем капля воды), но в конце концов дала ожидаемый результат.  

Читать полностью: http://www.gazeta.ru/science/2011/11/24_a_3846478.shtml 

  Яндекс цитирования   АкваЭксперт.ру: рейтинг сайтов водной тематики