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
Могут ли в суперколлайдере возникнуть черные дыры?
Могут ли в суперколлайдере возникнуть черные дыры?
Зачем собрались строить 100-километровый суперколлайдер?
Варп-двигатель: как технология из Star Trek поможет покорить космос
Варп-двигатель: как технология из Star Trek поможет покорить космос
Варп-двигатель придумали фантасты, но эта технология имеет серьезное научное обоснование.
От квазаров до Байкала — где ищут нейтрино высоких энергий
От квазаров до Байкала — где ищут нейтрино высоких энергий
Нейтрино: что это такое и почему на них охотится мировое научное сообщество?