Физика

Ученые доказали, что переохлажденная вода является стабильной жидкостью

Pexels

Американские ученые провели измерения жидкой воды при очень низких температурах и пришли к выводу, что переохлажденная вода существует в двух структурных формах, соотношение которых меняется в зависимости от температуры. Посвященная открытию статья опубликована в журнале Science.

Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США провели эксперименты, объясняющие некоторые странные свойства воды, которые она проявляет при низких температурах, например в космосе или в верхних слоях атмосферы Земли. На протяжении долгого времени ученые задавались вопросом, действительно ли вода остается жидкостью при температуре 190 К (около –83 °С).

«Мы показали, что жидкая вода при очень низких температурах не только относительно стабильна, но и существует в двух состояниях, — рассказал один из авторов работы Грег Киммел. — Полученные данные разрешают давние споры о том, всегда ли переохлажденная вода кристаллизуется, прежде чем прийти в равновесие. И наш ответ: нет».

Воду удивительно сложно заморозить, для начала затвердевания ей необходимы ядра кристаллизации — частички пыли или другого твердого вещества. В чистой воде требуется энергичный толчок, чтобы молекулы образовали особую структуру, необходимую для затвердевания. Еще одно необычное свойство воды — расширение при замерзании, так не ведет себя ни одна другая жидкость на Земле.

Новые данные показывают, что вода может конденсироваться в жидкоподобную структуру с высокой плотностью, которая сосуществует со структурой с более низкой плотностью. Доля жидкости с высокой плотностью быстро увеличивается при изменении температуры от –83 °С (190 K) до –28 °С (245 K).

Это исследование объясняет природу необычных осадков, таких как граупель, объясняет то, как жидкая вода может существовать на таких холодных планетах, как Уран и Нептун, и создавать хвосты комет. Кроме того, открытие поможет лучше понять, как одна молекула воды взаимодействует с белком, что пригодится ученым при разработке новых лекарств.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.