Две одновременные формы жидкой воды

20.07.2017

Из курса школьной физики нам известно, что вода, одно из самых распространенных веществ на земном шаре, может существовать в трех формах - в виде водяного пара, жидкости и льда. Однако, группа исследователей из Швеции выяснила, что на самом деле все обстоит гораздо сложнее, при низких температурах, близких к точке замерзания, вода представляет собой смесь из двух жидкостей, кардинально отличающихся друг от друга по плотности и молекулярному строению.

"При некоторых пограничных условиях вода ведет себя весьма странно" - рассказывает Андерс Нильсон (Anders Nilsson), профессор физической химии из Стокгольмского университета, - "При низкой температуре вода существует в виде смеси двух различных жидкостей".

Исследуя молекулярную структуру охлажденной почти до точки замерзания воды при помощи рентгеновского излучения, ученые обнаружили наличие в объеме воды двух видов жидкости, с высокой плотностью и с более низкой, отличающиеся друг от друга пространственным положением молекул воды и их количеством в единице объема. Этот факт служит первым доказательством теории, выдвинутой Андерсом Нильсоном уже несколько лет назад, согласно которой вся вода на Земле находится в постоянном движении, переходя из одной формы в другую. А эти фазовые переходы, затрагивающие бесконечно малые объемы воды, длятся всего несколько пикосекунд.

Если "двойственный характер" воды будет подтвержден результатами других исследований, это послужит объяснением некоторых необычных свойств жидкой воды, в частности, ее высокой теплоемкости, и факта, что вода обретает свою максимальную плотность только при температуре в 4 градуса Цельсия и выше.

Пока еще не совсем ясно, к каким практическим вещам может привести сделанное шведскими учеными открытие. Тем не менее, углубленное понимание свойств воды может привести к разработке новых и более эффективных технологий очистки и опреснения, которые, в свою очередь, станут решением одной из самых острых проблем в некоторых уголках земного шара.

<< Назад: Рекорд скорости для квадрокоптера 20.07.2017

>> Вперед: Навигация внутри помещений 19.07.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Пассивное охлаждение автомобильного салона 23.10.2020 Ученые из Института науки и технологий Кванджу (GIST, Корея) создали первое пассивное излучающее устройство, которое поглощает тепло изнутри предмета, который сильно нагревается, и излучает его снаружи. Если вы когда-либо садились в машину, припаркованную в месте под открытым солнцем, вы наверняка знаете, насколько жарко может быть внутри. Почему это происходит? Солнечный свет проходит через прозрачные окна, а вот тепло, излучаемое в салоне, вырваться наружу не может. Поэтому создается "парниковый эффект" - и салон нагревается (температура может достигать 60-82°C, отмечают авторы работы). Для пожилых людей и детей особенно опасна такая высокая температура, так как повышается риск теплового удара или гипертермии. Корейские ученые разработали новый тип технологии пассивного охлаждения, который поможет решить эту проблему. Свое устройство они назвали "Излучателем Януса" (JET) - в честь двуликого греческого бога Януса. JET состоит из узорчатых тонких слоев кварца, серебра и полидиметилсилоксана. Каждая поверхность JET обладает уникальными свойствами для пассивного охлаждения замкнутых пространств. Нижняя сторона поглощает широкий спектр теплового излучения изнутри корпуса и повторно излучает эту энергию в атмосферу на верхней стороне устройства в избирательном диапазоне частот, который максимизирует излучательную способность. Профессор Янг Мин Сон, возглавлявший это исследование, объясняет: "Характеристики теплового излучения "Януса" позволяют ему функционировать в качестве теплового канала, который эффективно отводит тепло из корпуса и отправляет его наружу". Для работы JET не требуются электричество или какие-то дополнительные усилия от пользователя. Он может поддерживать низкую температуру стационарных транспортных средств, внутренних помещений зданий и солнечных батарей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026