Новости

Два в одном: открыто новое состояние воды

Переохлажденная вода — это две жидкости в одной. К такому выводу пришли американские исследователи при изучении жидкой воды при температурах намного ниже ее обычной точки замерзания.
 
Результаты исследования опубликованы в журнале Science, кратко о них сообщает РИА «Новости».
 
Вода отличается от других жидкостей тем, что при замерзании она расширяется, а не сжимается, и ее плотность уменьшается (именно поэтому водяной лед не тонет, а плавает). При этом вода замерзает «неохотно». Другие жидкости начинают постепенно переходить в твердое состояние сразу после того, как проходят точку замерзания, а воде для начала затвердевания нужны ядра кристаллизации — взвешенные частицы минерального или органического происхождения.Известно, что в облаках вода может присутствовать в виде переохлажденных капель даже при очень низких температурах, а потом, когда сверху, из более высоких и холодных слоев, в эти облака попадает мелкая ледяная пыль, капли моментально кристаллизуются и выпадают на землю в виде ледяной крупы или града.
 
Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) Министерства энергетики США решили посмотреть, как долго вода сможет оставаться жидкой при понижении температуры, если таких частиц не будет. С помощью инфракрасной спектроскопии они отследили все мельчайшие этапы ее преобразований в интервале температур от минус 138 до минус 28 градусов Цельсия.
 
На «стоп-кадрах» фазовых состояний ученые увидели, что при переохлаждении вода конденсируется в плотную жидкую фазу, которая сосуществует с обычной жидкой фазой. При этом доля жидкости с высокой плотностью быстро уменьшается при повышении температуры от минус 83,5 до минус 24,3 градусов Цельсия.
«Мы показали, что жидкая вода при очень низких температурах не только относительно стабильна, но и существует в двух структурных формах, — приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования Грега Киммела (Greg Kimmel). — Полученные данные позволяют разрешить давний спор о том, всегда ли глубоко переохлажденная вода кристаллизуется, прежде чем она уравновесится. Ответ — нет».
 
Эксперимент доказал, что переохлажденная вода может находиться в стабильном двухфазном жидко-жидком состоянии, где соотношение фаз варьирует в зависимости от температуры. Раньше считалось, что при переохлаждении вода со временем всегда переходит в твердое состояние.
 
Ранее сообщалось, что атомы могут быть твёрдыми и жидкими одновременно.
Читайте также
Американские физики предложили теорию на замену эйнштейновской
Американские физики предложили теорию на замену эйнштейновской
Вместо частицы и волны предлагается новый «строительный блок» для всей материи во Вселенной.
Физики измерили продолжительность жизни нейтрона с беспрецедентной точностью
Физики измерили продолжительность жизни нейтрона с беспрецедентной точностью
Попробуйте хотя бы примерно предположить, сколько может существовать нейтрон.
Ученые нашли возможное доказательство отсутствия темной материи
Ученые нашли возможное доказательство отсутствия темной материи
Изначально исследование проводили, чтобы подтвердить теорию о ее существовании.