Аномальные особенности воды, определяющие, также, и наличие судьбы на Земле – её переменная плотность, высочайшая теплоемкость и огромное поверхностное натяжение, разъясняются 2-мя типами структур, в которые самоорганизуются молекулы воды, убеждены создатели нового исследования, размещённого в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученым в дальнем прошедшем были известны шестьдесят 6 не поддающихся объяснению особенностей воды, отличающих её от других веществ, видящихся в водянистом состоянии. Так, в отличие от всех узнаваемых жидкостей, плотность которых однообразно растет с снижением температуры, плотность воды велика при четыре градусах Цельсия, а при дальнейшем снижении температуры опять начинает убывать.
Это неповторимое свойство воды делает возможной жизнь в озёрах и реках – в другом случае эти достаточно маленькие водоемы безизбежно промерзали бы до дна в зимний период и могли быть лишены всех живых организмов, кроме, может быть, легких микробов экстремофилов.
Вместе с этим при одной и той же температуре танцующие и сидящие люди всегда изменяются местами – кое-какие присаживаются отдохнуть а кое-какие напротив идут плясать, в то время как неспециализированное соотношение танцующих и сидячих остается прошедшим – объяснил результаты работы Нильсон, слова которого приводит пресс-служба Стенфордского центра линейных ускорителей в Соединенных Штатах.
Это, к примеру, растолковывает нелинейную зависимость плотности воды от температуры – упорядоченные скопления молекул имеют наименьшую плотность, чем неупорядоченные, и она не достаточно меняется с трансформацией температуры, которую может быть сопоставить с неизменным размером столов, не зависящим от настроения собравшихся или громкости музыки в ресторане.
Увеличение температуры впредь до точки кипения воды ведет к уменьшению и структуры некому искажению сгустков их количества и преобладанию разупорядоченной структуры.
Этот процесс может быть представить как танцевальный клуб, где часть людей посиживает за столиками, отражая упорядоченную компоненту воды, а часть пребывав в массе, безпрерывно перемещается в танце, отражая разупорядоченную. Увеличение температуры воды в данном случае может быть сопоставить с ускорением музыки и всеобщим поднятием настроения, когда люди начинают подниматься из-за столов и присоединяться к танцующим, а часть пустующих столов и совсем убирается для высвобождения места.
Остывание – оборотный процесс, когда танцпол заполняется столами, и за их присаживаются утомленные танцами гости клуба.
Один из использованных в работе синхротронов находится в Стране восходящего солнца, а 2-ой в Соединенных Штатах.
Ученые узнали, что существовавшие до сего времени представления о молекулярной структуре воды были неправильными – оказалось, что её молекулы сформировывают несколько структуру, а в один миг два типа структур, сосуществующих в воды независимо от температуры.
Один тип структуры формируется в виде сгустков примерно по 100 молекул, структура которых припоминает структуру льда. 2-ой тип структуры, окружающей сгустки, существенно наименее упорядочен.
Секрет крылся в структуре, в которую самоорганизуются молекулы водянистой воды. Он длительное время оставался неразгаданным, так как изучить эту структуру теми же методами, что употребляются для исследования строения жёстких тел, практически нереально.
Команда Андерса Нильсона (Anders Nilsson), ведущего профессионала Стенфордского центра синхротронного излучения (Stanford Synchrotron Radiation Lightsource), смогла преодолеть эти трудности благодаря новым методам исследования строения жидкостей с применением восхитительного рентгеновского излучения, приобретаемого средством большенных ускорителей простых частиц, называемых синхротронами.
Вода обладает большой теплоемкостью – вот поэтому теплые океанические течения греют многие северные регионы планетки, принося тепло из южных широт.
Очень высочайшее поверхностное натяжение водянистой воды не только лишь разрешает неким насекомым нормально ходить по её поверхности, да и благодаря капиллярным силам снабжает поступление питательных веществ к кронам больших деревьев, достигающих нескольких 10-ов метров в высоту.
Объяснить эти характеристики на основании только хим характеристик и строения молекул воды ученые до ближайшего времени не могли.
Источник: http://eco.rian.ru