Учени откриха нови свойства на водата

29 май 2019 14:08
3947
0

Учени от националната лаборатория "Оук Ридж" в САЩ и Националния изследователски съвет на Канада откриха анормални свойства на аморфния лед, който се образува при екстремно ниски температури и високо налягане, съобщи Сайънс алърт.

Смяташе се, че тази фаза е непосредствено свързана с водата в течно състояние и допринася да се обяснят някои нейни анормални свойства. Новите резултати обаче навеждат на мисълта, че тези виждания не отговарят на истината.

Учените са се опитали да получат аморфен лед, като замразят сфера тежка вода с диаметър 3 милиметра при температура минус 173 градуса Целзий и постепенно увеличат налягането до 28 хиляди атмосфери. Но вместо очакваната фаза, била получена поредица преминаващи едни в други кристални модификации. Първоначално се образувал обичайният лед с хексагонална кристална решетка, а след това лед IX, лед XV и накрая лед XIII.

Аморфната форма се образува вместо лед IX единствено при бързо увеличаване на налягането. В този случай обичайният лед вече не може да се превърне в лед XV. Така образуването на аморфен лед всъщност е следствие от прекратяването на трансформацията между две кристални модификации, а това поставя под съмнение досегашните виждания по този въпрос.

Аморфният лед има три разновидности. Едната от тях - аморфен лед с висока плътност, се получава от обичаен лед при налягане 11 хиляди атмосфери и температура, която е по-ниска от минус 143 градуса Целзий. Свързаният с получаване на аморфен лед с висока плътност процес е описан като термодинамично топене, т.е. смяташе се, че тази фаза е стъклообразно състояние на водата.

Благодарение на възможността за обратимо превръщане на аморфния лед с висока плътност в такъв с ниска плътност, учените са създали модел, в съответствие с който всяка форма на аморфния лед е свързана с единия от двата компонента на водата в течно състояние - нормалния или свръхтечния. Това може да обясни някои анормални свойства на течната фаза, свързани с плътността и топлоемкостта.