Nestemäisin aine. Aineiden epätavalliset fyysiset ominaisuudet. Onko vedessä monta erilaista vettä

Nämä aineet "rikkovat" fysiikan sääntöjä vain ensi silmäyksellä, koska itse asiassa kaikki on jo pitkään tieteellisesti selitetty. Mutta se ei silti tee niistä yhtään vähemmän mahtavia.

#1. Ferroneste

Ferrofluidi on magneettinen neste, josta voidaan muodostaa hyvin omituisia ja monimutkaisia muotoja. Kuitenkin, vaikka magneettikenttää ei ole, ferroneste on viskoosia ja huomaamatonta. Mutta kun vaikutat siihen magneettikentällä, sen hiukkaset asettuvat voimalinjoja pitkin - ja luovat jotain sanoinkuvaamatonta.

Ferroneste voi myös muuttua kiinteäksi tai nestemäiseksi magneettikentän vaikutuksesta riippuen. Tämä tekee tästä materiaalista merkittävän autoteollisuudelle, NASA:lle ja armeijalle.

#2. Airgel Frozen Smoke

Airgel Frozen Smoke on 99 % ilmaa ja 1 % piianhydridiä. Tuloksena on varsin vaikuttavaa taikuutta: ilmassa roikkuvia tiiliä ja kaikkea muuta. Lisäksi tämä geeli on myös tulenkestävä.

Eräs aerogeelityyppi on niin kutsuttu "ilmalasi" (Airglass), jonka tiheys on 0,05-0,2 grammaa kuutiosenttimetriä kohden. Se on melko läpinäkyvä, ja vaikka ei liian vahva, se on monta kertaa parempi lämpösuojassa kuin tavallinen lasi.

Yleensä insinöörit ja tutkijat uskovat, että lähitulevaisuudessa aerogeeli pystyy löytämään kymmeniä sovelluksia maan päällä. Ja tässä taas avaruus auttaa. Viime vuosina on tehty avaruussukkulakokeita aerogeelin saamiseksi ilman painovoimaa.

Vaikka aerogeeli on lähes näkymätön, se kestää lähes uskomattomat painot, mikä on 4000 kertaa kulutetun aineen tilavuus. Lisäksi hän itse on erittäin kevyt. Sitä käytetään avaruudessa: esimerkiksi "sieppaamaan" pölyä komeettojen pyrstistä ja "lämmittämään" astronauttipukuja. Tulevaisuudessa tutkijat sanovat, että se näkyy monissa kodeissa: erittäin kätevä materiaali.

Nro 3. Perfluorihiilivety

Perfluorihiilivety on neste, johon mahtuu paljon happea ja jota voidaan käytännössä hengittää. Aine testattiin viime vuosisadan 60-luvulla: hiirillä, mikä osoitti tietyn tehokkuuden. Valitettavasti vain yksi varma: laboratoriohiiret kuolivat useiden tuntien jälkeen, kun ne olivat olleet nestesäiliöissä. Tiedemiehet ovat tulleet siihen johtopäätökseen, että epäpuhtaudet ovat syyllisiä ...

Nykyään perfluorihiilivetyjä käytetään ultraäänitutkimuksiin ja jopa keinoveren luomiseen. Ainetta ei saa missään tapauksessa käyttää hallitsemattomasti: se ei ole ympäristöystävällisin. Esimerkiksi ilmakehä "lämpenee" 6500 kertaa aktiivisemmin kuin hiilidioksidi.

Lähde: slavbazar.org

Nro 4. Elastiset johtimet

Transistorien matriisia, samoin kuin elastista johdinta, voidaan venyttää. Takao Someyan johtama Tokion yliopiston tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa saanut aikaan elastomeerin, jolla on korkea johtavuus ja kemiallinen stabiilisuus. Sen ominaisuus on hiilinanoputket, jotka on upotettu polymeerimatriisiin.

Elastinen materiaali saatiin sekoittamalla aktiivisesti nanoputkia jauhamalla saatua mustaa tahnaa ionisessa nesteessä. Saatu seos yhdistetään fluoratun kopolymeerin kanssa (antaa materiaalille lisää joustavuutta), anna sen kovettua ja kuivua. Sen jälkeen peitetty silikonikumilla. Näin muodostetaan joustavaksi levyksi johdin, jonka ominaisuudet eivät muutu, kun sitä venytetään 70 %:iin.

Tutkijan mukaan tästä materiaalista voidaan helposti valmistaa paljon suurempia joustavia ja joustavia integroituja sähköpiirejä. Someya uskoo myös, että tämä tekniikka voi alentaa joustavien näyttöjen valmistuskustannuksia sekä luoda keinotekoisen ihon roboteille ja käyttöliittymäjärjestelmille ihmisen ja tietokoneen välistä vuorovaikutusta varten.

Voimme nauraa esi-isillemme, jotka pitivät ruutia taikuudena eivätkä ymmärtäneet mitä magneetit ovat, mutta valaistuneella aikakaudellamme on tieteen luomia materiaaleja, jotka ovat samanlaisia kuin todellisen noituuden tulos. Näitä materiaaleja on usein vaikea saada, mutta vaivan arvoisia.

1. Käsissäsi sulava metalli

Nestemäisten metallien, kuten elohopean, olemassaolo ja metallien kyky muuttua nestemäisiksi tietyssä lämpötilassa tunnetaan hyvin. Mutta kova metalli, joka sulaa kuin jäätelö käsissäsi, on epätavallinen. Tätä metallia kutsutaan galliumiksi. Se sulaa huoneenlämmössä eikä sovellu käytännön käyttöön. Jos laitat galliumesineen lasiin kuumaa nestettä, se liukenee silmiesi edessä. Lisäksi gallium voi tehdä alumiinista erittäin hauras - aseta vain tippa galliumia alumiinipinnalle.

2. Kaasu, joka pystyy pitämään kiinni kiinteitä esineitä

Tämä kaasu on ilmaa raskaampaa, ja jos täytät sen suljetulla astialla, se laskeutuu pohjaan. Aivan kuten vesi, rikkiheksafluoridi kestää vähemmän tiheitä esineitä, kuten foliovenettä. Väritön kaasu pitää kohteen pinnallaan ja näyttää siltä, että vene kelluu. Säiliöstä rikkiheksafluoridia voi kauhailla tavallisella lasilla - silloin vene uppoaa pehmeästi pohjaan.

Lisäksi kaasu vähentää painonsa vuoksi minkä tahansa sen läpi kulkevan äänen taajuutta, ja jos hengität hieman rikkiheksafluoridia, äänesi kuulostaa tohtori Pahan pahaenteiseltä baritonilta.

3. Hydrofobiset pinnoitteet

Kuvan vihreä laatta ei ole ollenkaan hyytelöä, vaan sävytettyä vettä. Se sijaitsee tasaisella levyllä, joka on käsitelty reunoista hydrofobisella pinnoitteella. Pinnoite hylkii vettä ja pisarat saavat kuperan muodon. Valkoisen pinnan keskellä on täydellinen käsittelemätön neliö, johon vesi kerääntyy. Käsitellylle alueelle asetettu pisara valuu välittömästi käsittelemättömälle alueelle ja sulautuu muun veden kanssa. Jos kastat hydrofobisella päällysteellä päällystetyn sormesi vesilasiin, se pysyy täysin kuivana ja sen ympärille muodostuu "kupla" - vesi yrittää epätoivoisesti paeta sinusta. Tällaisten aineiden pohjalta on tarkoitus luoda vettä hylkiviä vaatteita ja lasia autoihin.

4. Spontaanisti räjähtävä jauhe

Trijodinitridi näyttää likapalalta, mutta sen ulkonäkö pettää: tämä materiaali on niin epävakaa, että kevyt höyhenen kosketus riittää aiheuttamaan räjähdyksen. Materiaalia käytetään yksinomaan kokeisiin - on vaarallista jopa siirtää sitä paikasta toiseen. Kun materiaali räjähtää, ilmaantuu kaunista violettia savua. Samanlainen aine on hopeafulminaatti - sitä ei myöskään käytetä missään ja se soveltuu vain pommien valmistukseen.

Kuuma jää, joka tunnetaan myös nimellä natriumasetaatti, on neste, joka jähmettyy pienimmälläkin vaikutuksella. Yksinkertaisella kosketuksella se muuttuu välittömästi nestemäisestä kiteiseksi kiinteäksi aineeksi kuten jää. Kuvioita muodostuu koko pinnalle, kuten ikkunoihin pakkasessa, prosessi jatkuu useita sekunteja - kunnes koko aine "jäätyy". Painettaessa muodostuu kiteytyskeskus, josta tiedot uudesta tilasta välittyvät ketjun molekyyleille. Lopputulos ei tietenkään ole ollenkaan jäätä - kuten nimestä voi päätellä, aine on melko lämmin kosketukseen, jäähtyy hyvin hitaasti ja siitä valmistetaan kemiallisia lämpötyynyjä.

6. Metalli muistilla

Nitinolilla, nikkelin ja titaanin lejeeringillä, on vaikuttava kyky "muistaa" alkuperäinen muotonsa ja palata siihen muodonmuutoksen jälkeen. Tarvitaan vain vähän lämpöä. Voit esimerkiksi pudottaa lämmintä vettä seoksen päälle, jolloin se palaa alkuperäiseen muotoonsa riippumatta siitä, kuinka paljon se on vääristynyt aiemmin. Sen käytännön soveltamistapoja kehitetään parhaillaan. Esimerkiksi lasit olisi järkevää valmistaa tällaisesta materiaalista - jos ne vahingossa taipuvat, sinun on vain vaihdettava ne lämpimän vesivirran alle. Ei tietenkään tiedetä, tehdäänkö nitinolista koskaan autoja tai jotain muuta vakavaa, mutta lejeeringin ominaisuudet ovat vaikuttavat.

Tässä (2007- P.Z.) vuosi, jonka haluamme kertoa teille, hyvät lukijat, vedestä. Tämän artikkelisarjan nimi on vesikierto. On luultavasti turha puhua siitä, kuinka tärkeä tämä aine on kaikille luonnontieteille ja meille jokaiselle. Ei ole sattumaa, että monet yrittävät spekuloida kiinnostusta veteen, ottavat ainakin sensaatiomaisen elokuvan "Veden suuri mysteeri", joka herätti miljoonien ihmisten huomion. Toisaalta tilannetta ei voi yksinkertaistaa ja sanoa, että tiedämme vedestä kaiken. näin ei ole ollenkaan, vesi oli ja on edelleen maailman epätavallisin aine. Jotta voit tarkastella yksityiskohtaisesti veden ominaisuuksia, tarvitset perusteellisen keskustelun. Ja aloitamme sen luvuilla aikakauslehtemme perustajan, akateemikko I.V., upeasta kirjasta. Petryanova-Sokolova, jonka julkaisi Pedagogika-kustantamo vuonna 1975. Tämä kirja voi muuten toimia esimerkkinä populaaritieteellisestä keskustelusta merkittävän tiedemiehen ja niin vaikean lukijan kuin lukiolaisen välillä.

Onko vedestä kaikki jo tiedossa?

Melko äskettäin, vuosisadamme 30-luvulla, kemistit olivat varmoja siitä, että veden koostumus oli heille hyvin tiedossa. Mutta eräänä päivänä toisen heistä piti mitata elektrolyysin jälkeen jääneen veden tiheys. Hän oli yllättynyt: tiheys oli useita satoja tuhannesosia normaalia suurempi. Tieteessä ei ole mitään merkityksetöntä. Tämä pieni ero vaati selitystä. Tämän seurauksena tiedemiehet ovat löytäneet monia uusia suuria luonnon salaisuuksia. He oppivat, että vesi on hyvin monimutkaista. Veden uusia isotooppisia muotoja on löydetty. Uutettu tavallisesta raskaasta vedestä; kävi ilmi, että se on ehdottoman välttämätöntä tulevaisuuden energialle: lämpöydinreaktiossa deuterium, erotettuna litrasta vettä, antaa saman määrän energiaa kuin 120 kg hiiltä. Nyt fyysikot kaikkialla maailmassa työskentelevät lujasti ja väsymättä ratkaistakseen tämän suuren ongelman. Kaikki alkoi tavallisimman, arkipäiväisimmän ja kiinnostavimman suuren yksinkertaisesta mittauksesta - veden tiheys mitattiin tarkemmin ylimääräisellä desimaalilla. Jokainen uusi, tarkempi mittaus, jokainen uusi oikea laskelma, jokainen uusi havainto ei ainoastaan lisää luottamusta jo saadun ja tunnetun tietoon ja luotettavuuteen, vaan myös työntää tuntemattoman ja vielä tuntemattoman rajoja ja tasoittaa uusia polkuja niitä.

Mitä on tavallinen vesi?

Sellaista vettä ei ole maailmassa. Tavallista vettä ei ole missään. Hän on aina poikkeuksellinen. Jopa isotooppisen koostumuksen suhteen vesi luonnossa on aina erilainen. Koostumus riippuu veden historiasta - siitä, mitä sille tapahtui sen kierron loputtomassa vaihtelussa luonnossa. Haihduttamalla vesi rikastuu protiumilla, jolloin sadevesi on erilaista kuin järvivesi. Joen vesi ei ole kuin merivesi. Suljetuissa järvissä vesi sisältää enemmän deuteriumia kuin vuoristovirtojen vesi. Jokaisella lähteellä on oma veden isotooppikoostumus. Kun järven vesi jäätyy talvella, kukaan luistelija ei epäile, että jään isotooppikoostumus on muuttunut: raskaan vedyn pitoisuus siinä on vähentynyt, mutta raskaan hapen määrä on lisääntynyt. Jään sulamisvesi on erilaista ja erilaista kuin vesi, josta jää on saatu.

Mikä on kevyt vesi?

Tämä on sama vesi, jonka kaava on kaikkien koululaisten tiedossa - H 2 16 O. Mutta sellaista vettä ei luonnossa ole. Tiedemiehet valmistivat tällaista vettä suurilla vaikeuksilla. He tarvitsivat sitä mitatakseen tarkasti veden ominaisuuksia ja ennen kaikkea mitatakseen sen tiheyttä. Toistaiseksi tällaista vettä on vain useissa maailman suurimmissa laboratorioissa, joissa tutkitaan erilaisten isotooppisten yhdisteiden ominaisuuksia.

Mikä on raskas vesi?

Ja tätä vettä ei ole luonnossa. Tarkkaan ottaen raskasta vettä, joka koostuu vain joistakin vedyn ja hapen raskaista isotoopeista, pitäisi kutsua D 2 18 O:ksi, mutta sellaista vettä ei ole edes tiedemiesten laboratorioissa. Tietenkin, jos tätä vettä tarvitaan tieteen tai tekniikan toimesta, tiedemiehet voivat löytää tavan saada se: luonnollisessa vedessä on niin paljon deuteriumia ja raskasta happea kuin on tarpeen.

Tieteessä ja ydintekniikassa raskasta vettä on tapana kutsua tavanomaisesti raskaaksi vedeksi. Se sisältää vain deuteriumia, siinä ei ole lainkaan tavallista, kevyttä vedyn isotooppia. Tämän veden happi-isotooppinen koostumus vastaa yleensä ilmakehän hapen koostumusta.

Viime aikoihin asti kukaan maailmassa ei edes epäillyt tällaisen veden olemassaolosta, ja nyt monissa maailman maissa on jättiläisiä tehtaita, jotka käsittelevät miljoonia tonneja vettä uuttaakseen siitä deuteriumia ja saadakseen puhdasta raskasta vettä.

Onko vedessä monta erilaista vettä?

Mitä vettä? Hanasta valuvassa, josta se tuli joesta, raskasta vettä D 2 16 O on noin 150 g per tonni ja raskasta happea (H 2 17 O ja H 2 18 O yhdessä) on lähes 1800 g per tonni vedestä. Ja Tyynenmeren vedessä raskasta vettä on lähes 165 g per tonni.

Kaukasuksen suuren jäätikön tonnissa jäätä on 7 g enemmän raskasta vettä kuin jokivedessä, ja raskasta happivettä on saman verran. Mutta toisaalta, tätä jäätikköä pitkin kulkevien purojen vedessä D 2 16 O osoittautui 7 g pienemmäksi ja H 2 18 O - 23 g enemmän kuin joessa.

Tritiumvesi T 2 16 O putoaa maahan sateen mukana, mutta se on hyvin pientä - vain 1 g miljoonaa miljoonaa tonnia sadevettä kohti. Merivedessä sitä on vielä vähemmän.

Tarkkaan ottaen vesi on aina ja kaikkialla erilaista. Jopa eri päivinä sateellisessa lumessa isotooppikoostumus on erilainen. Tietenkin ero on pieni, vain 1-2 g per tonni. Vain ehkä on hyvin vaikea sanoa, onko se vähän vai paljon.

Mitä eroa on kevyellä luonnonvedellä ja raskaalla vedellä?

Vastaus tähän kysymykseen riippuu siitä, kenelle se kysytään. Jokaisella meistä ei ole epäilystäkään siitä, että hän tuntee vesikaivon. Jos jokaiselle meille näytetään kolme lasillista tavallista, raskasta ja kevyttä vettä, jokainen antaa täysin selkeän ja varman vastauksen: kaikissa kolmessa astiassa on yksinkertaista puhdasta vettä. Se on yhtä läpinäkyvä ja väritön. Et löydä eroa niiden välillä, ei makua tai hajua. Kaikki on vettä. Kemisti vastaa tähän kysymykseen pitkälti samalla tavalla: näiden kahden välillä ei ole juuri mitään eroa. Kaikki niiden kemialliset ominaisuudet ovat lähes erottamattomat: jokaisessa näistä vesistä natrium vapauttaa yhtä paljon vetyä, jokainen niistä hajoaa samalla tavalla elektrolyysin aikana, kaikki niiden kemialliset ominaisuudet ovat melkein samat. Tämä on ymmärrettävää: loppujen lopuksi niiden kemiallinen koostumus on sama. Tämä on vettä.

Fyysikko on eri mieltä. Hän korostaa huomattavaa eroa niiden fysikaalisissa ominaisuuksissa: ne kiehuvat ja jäätyvät eri lämpötiloissa, niiden tiheys on erilainen, niiden höyryn paine on myös hieman erilainen. Ja elektrolyysin aikana ne hajoavat eri nopeuksilla. Kevyt vesi on hieman nopeampaa ja raskas vesi on hitaampaa. Nopeusero on mitätön, mutta loppuosa kennon vedestä osoittautuu hieman rikastuneeksi raskaassa vedessä. Tällä tavalla hänet löydettiin. Isotooppisen koostumuksen muutoksilla on vain vähän vaikutusta aineen fysikaalisiin ominaisuuksiin. Ne, jotka riippuvat molekyylien massasta, muuttuvat selvemmin, esimerkiksi höyrymolekyylien diffuusionopeus.

Biologi on kenties umpikujassa eikä löydä vastausta heti. Hänen on työskenneltävä paljon eri isotooppisen koostumuksen omaavan veden eron suhteen. Viime aikoina kaikki uskoivat, että elävät olennot eivät voi elää raskaassa vedessä. Sitä kutsuttiin jopa kuolleeksi vedeksi. Mutta kävi ilmi, että jos hyvin hitaasti, varovasti ja vähitellen korvataan protium vedessä, jossa jotkut mikro-organismit elävät, deuteriumilla, voit totuttaa ne raskaaseen veteen ja ne elävät ja kehittyvät siinä hyvin, ja tavallisesta vedestä tulee haitallista niitä.

Kuinka monta vesimolekyyliä meressä on?

Yksi. Ja tämä vastaus ei todellakaan ole vitsi. Tietysti jokainen voi katsottuaan hakuteosta ja selvitettyä, kuinka paljon vettä Maailman valtameressä on, on helppo laskea kuinka monta H 2 O -molekyyliä se sisältää. Mutta tämä vastaus ei ole täysin oikea. Vesi on erityinen aine. Erikoisen rakenteen vuoksi yksittäiset molekyylit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Erityinen kemiallinen sidos syntyy siitä tosiasiasta, että jokainen yhden molekyylin vetyatomi vetää itseään kohti viereisten molekyylien happiatomien elektroneja. Tämän vetysidoksen ansiosta jokainen vesimolekyyli osoittautuu melko tiukasti sitoutuneeksi neljään viereiseen molekyyliin.

Miten vesimolekyylit veteen rakennetaan?

Valitettavasti tätä erittäin tärkeää asiaa ei ole vielä tutkittu riittävästi. Nestemäisen veden molekyylien rakenne on hyvin monimutkainen. Jään sulaessa sen verkostorakenne jää osittain syntyneeseen veteen. Sulavedessä olevat molekyylit koostuvat monista yksinkertaisista molekyyleistä - aggregaateista, jotka säilyttävät jään ominaisuudet. Lämpötilan noustessa osa niistä hajoaa ja niiden koko pienenee.

Keskinäinen vetovoima johtaa siihen, että monimutkaisen vesimolekyylin keskikoko nestemäisessä vedessä ylittää merkittävästi yhden vesimolekyylin koon. Tällainen veden poikkeuksellinen molekyylirakenne määrää sen poikkeukselliset fysikaalis-kemialliset ominaisuudet.

Mikä pitäisi olla veden tiheys?

Hyvin outo kysymys, eikö? Muista kuinka massayksikkö asetettiin - yksi gramma. Tämä on yhden kuutiosenttimetrin veden massa. Tämä tarkoittaa, että ei voi olla epäilystäkään siitä, että veden tiheyden tulisi olla vain sellainen kuin se on. Voiko tästä olla epäilystäkään? Voi. Teoreetikot laskivat, että jos vesi ei säilyttäisi löysää, jäämäistä rakennetta nestemäisessä tilassa ja sen molekyylit olisivat tiiviisti pakattuina, veden tiheys olisi paljon suurempi. 25 °C:ssa se ei olisi 1,0, vaan 1,8 g / cm 3.

Missä lämpötilassa veden tulee kiehua?

Tämä kysymys on tietysti myös outo. Aivan, sadassa asteessa. Kaikki tietävät tämän. Lisäksi se on veden kiehumispiste normaalissa ilmakehän paineessa, joka valitaan yhdeksi lämpötila-asteikon vertailupisteistä, jota kutsutaan tavallisesti 100 ° C:ksi. Kysymys esitetään kuitenkin eri tavalla: missä lämpötilassa veden tulisi kiehua? Loppujen lopuksi eri aineiden kiehumispisteet eivät ole sattumia. Ne riippuvat niiden elementtien sijainnista, jotka muodostavat niiden molekyylit Mendelejevin jaksollisessa järjestelmässä.

Jos verrataan keskenään kemiallisia yhdisteitä, joilla on sama koostumus eri alkuaineista, jotka kuuluvat samaan jaksollisen järjestelmän ryhmään, niin on helppo nähdä, että mitä pienempi alkuaineen atomiluku, sitä pienempi sen atomipaino, sitä pienempi on sen yhdisteiden kiehumispiste. Veden kemiallista koostumusta voidaan kutsua happihydridiksi. H 2 Te, H 2 Se ja H 2 S ovat veden kemiallisia analogeja. Jos määrität happihydridin kiehumispisteen sen sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa, käy ilmi, että veden tulisi kiehua -80 ° C:ssa. Näin ollen vesi kiehuu noin satakahdeksankymmentä astetta korkeammalla kuin sen pitäisi kiehua. Veden kiehumispiste - tämä on sen yleisin ominaisuus - osoittautuu poikkeukselliseksi ja hämmästyttäväksi.

Missä lämpötilassa vesi jäätyy?

Eikö tämä kysymys ole yhtä outo kuin edelliset? No, kukapa ei tietäisi, että vesi jäätyy nollassa? Tämä on lämpömittarin toinen vertailupiste. Tämä on veden yleisin ominaisuus. Mutta tässä tapauksessa voidaan kysyä: missä lämpötilassa veden tulisi jäätyä kemiallisen luonteensa mukaisesti? Osoittautuu, että happihydridin täytyisi jähmettyä sen sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa sata astetta pakkasessa.

Siitä tosiasiasta, että happihydridin sulamis- ja kiehumispisteet ovat sen poikkeavia ominaisuuksia, seuraa, että maapallomme olosuhteissa sen nestemäiset ja kiinteät tilat ovat myös epänormaalit. Vain veden kaasumaisen tilan tulee olla normaali.

Kuinka monta kaasumaista tilaa vedessä on?

Vain yksi asia on höyry. Onko siellä myös vain yksi höyry? Ei tietenkään, vesihöyryä on yhtä paljon kuin erilaisia vesiä. Vesihöyryllä, jolla on erilainen isotooppikoostumus, on, vaikkakin hyvin läheiset, mutta silti erilaiset ominaisuudet: niillä on erilainen tiheys, samassa lämpötilassa ne eroavat hieman elastisuudesta kyllästetyssä tilassa, niillä on hieman erilaiset kriittiset paineet, erilainen diffuusionopeus.

Voiko vesi muistaa?

Tämä kysymys kuulostaa kieltämättä hyvin epätavalliselta, mutta se on melko vakava ja erittäin tärkeä. Se koskee suurta fysikaalis-kemiallista ongelmaa, jota ei ole vielä pääosin tutkittu. Tämä kysymys on esitetty vain tieteessä, mutta siihen ei ole vielä löydetty vastausta.

Kysymys kuuluu, vaikuttaako veden aiempi historia sen fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin ja onko mahdollista veden ominaisuuksia tutkimalla saada selville, mitä sille tapahtui aikaisemmin, saada vesi itse "muistamaan" ja kertoa siitä meille. . Kyllä, ehkä niin yllättävältä kuin se näyttääkin. Helpoin tapa ymmärtää tämä on yksinkertaisessa, mutta erittäin mielenkiintoisessa ja poikkeuksellisessa esimerkissä - jään muistossa.

Jää on vettä. Veden haihtuessa veden ja höyryn isotooppinen koostumus muuttuu. Kevyt vesi haihtuu, vaikkakin vähäisessä määrin, mutta nopeammin kuin raskas vesi.

Kun luonnollinen vesi haihtuu, koostumus muuttuu paitsi deuteriumin myös raskaan hapen isotooppipitoisuuden suhteen. Näitä muutoksia höyryn isotooppikoostumuksessa on tutkittu erittäin hyvin, ja myös niiden riippuvuutta lämpötilasta on tutkittu hyvin.

Tiedemiehet ovat äskettäin tehneet upean kokeen. Arktisella alueella, pohjoisen Grönlannin valtavan jäätikön paksuudessa, porattiin porausreikä ja lähes puolitoista kilometriä pitkä jättimäinen jääydin porattiin ja louhittiin. Vuotuiset kasvavat jääkerrokset näkyivät siinä selvästi. Näille kerroksille tehtiin isotooppianalyysi koko ytimen pituudelta ja kunkin ytimen osan vuotuisten jääkerrosten muodostumislämpötilat määritettiin vedyn ja hapen raskaiden isotooppien suhteellisesta pitoisuudesta - deuterium ja 18 O. . Vuosikerroksen muodostumispäivä määritettiin suoralla laskennalla. Siten maapallon ilmastotilanne palautui vuosituhannen aikana. Vesi onnistui muistamaan ja tallentamaan kaiken tämän Grönlannin jäätikön syvissä kerroksissa.

Jääkerrosten isotooppisten analyysien tuloksena tiedemiehet ovat piirtäneet ilmastonmuutoksen maapallolla. Kävi ilmi, että keskilämpötilamme on alttiina maallisille vaihteluille. 1400-luvulla, 1600-luvun lopulla ja 1800-luvun alussa oli erittäin kylmää. Kuumimmat vuodet olivat 1550 ja 1930.

Se, mitä vesi säilytti muistissaan, osui täysin yhteen historiallisten kronikoiden tallenteiden kanssa. Jään isotooppisen koostumuksen perusteella havaittu ilmastonmuutoksen jaksollisuus mahdollistaa planeettamme keskilämpötilan ennustamisen tulevaisuudessa.

Tämä kaikki on täysin ymmärrettävää ja selvää. Vaikka maapallon sään tuhatvuotinen kronologia, joka on tallennettu napajäätikön paksuuteen, on hyvin yllättävää, isotooppitasapainoa on tutkittu riittävän hyvin, eikä tässä vielä ole mystisiä ongelmia.

Mikä sitten on veden "muistin" mysteeri?

Tosiasia on, että viime vuosina tieteeseen on vähitellen kertynyt monia hämmästyttäviä ja täysin käsittämättömiä tosiasioita. Jotkut niistä ovat vakiintuneita, toiset vaativat kvantitatiivista luotettavaa vahvistusta, ja ne kaikki odottavat edelleen selitystä.

Esimerkiksi kukaan ei vielä tiedä, mitä tapahtuu voimakkaan magneettikentän läpi virtaavalle vedelle. Teoreettiset fyysikot ovat täysin varmoja siitä, että sille ei voi tapahtua eikä tapahtua mitään, ja he tukevat heidän vakaumustaan täysin luotettavilla teoreettisilla laskelmilla, joista seuraa, että magneettikentän lakkaamisen jälkeen veden pitäisi palata välittömästi edelliseen tilaan ja pysyä samana ... Ja kokemus osoittaa, että se muuttuu ja muuttuu erilaiseksi.

Höyrykattilan tavallisesta vedestä vapautuvat liuenneet suolat kerrostuvat tiiviiksi ja kovaksi, kuten kivi, kerrokseksi kattilaputkien seinille ja magnetoidusta vedestä (kuten sitä nykyään tekniikassa kutsutaan) ne putoavat pois. veteen suspendoituneena irtonaisena sedimentin muodossa. Ero näyttää olevan pieni. Mutta se riippuu näkökulmasta. Lämpövoimalaitosten työntekijöiden mukaan tämä ero on äärimmäisen tärkeä, koska magnetoitu vesi varmistaa jättivoimaloiden normaalin ja keskeytymättömän toiminnan: höyrykattilaputkien seinämät eivät kasva umpeen, lämmönsiirto on suurempi ja sähköä syntyy enemmän. Monissa lämpövoimalaitoksissa magneettinen vedenkäsittely on asennettu jo pitkään, eivätkä insinöörit tai tutkijat tiedä, miten ja miksi se toimii. Lisäksi kokemus on osoittanut, että siinä olevan veden magneettisen käsittelyn jälkeen kiteytymis-, liukenemis- ja adsorptioprosessit kiihtyvät, kostutus muuttuu... kuitenkin kaikissa tapauksissa vaikutukset ovat pieniä ja vaikeasti toistettavissa. Mutta kuinka tieteessä voidaan arvioida, mikä on vähän ja mikä paljon? Kuka aikoo tehdä tämän? Magneettikentän vaikutus veteen (välttämättä nopeasti virtaavaan) kestää pieniä sekunnin murto-osia ja vesi "muistaa" siitä kymmeniä tunteja. Miksi on tuntematon. Käytäntö on tässä asiassa ylittänyt tieteen. Loppujen lopuksi ei edes tiedetä, mihin magneettikäsittely tarkalleen vaikuttaa - veteen tai sen sisältämiin epäpuhtauksiin. Sellaista asiaa kuin puhdas vesi ei ole olemassa.

Veden "muisti" ei rajoitu vain magneettisten vaikutusten vaikutusten säilyttämiseen. Tieteessä on olemassa ja kertyy vähitellen monia tosiasioita ja havaintoja, jotka osoittavat, että vesi näyttää "muistavan" ja että se oli aiemmin jäässä. Myös jääpalan sulamisesta äskettäin muodostunut sulamisvesi näyttää olevan erilainen kuin vesi, josta tämä jääpala muodostui. Sulavedessä siemenet itävät nopeammin ja paremmin, versot kehittyvät nopeammin; jopa näyttää siltä, että kanat kasvavat ja kehittyvät nopeammin, jotka saavat sulamisvettä. Biologien toteamien sulavesien hämmästyttävien ominaisuuksien lisäksi tunnetaan myös puhtaasti fysikaalis-kemiallisia eroja, esimerkiksi sulavesi eroaa viskositeetissa, dielektrisyysvakion arvossa. Sulaveden viskositeetti saavuttaa tavallisen veden arvonsa vasta 3-6 päivää sulamisen jälkeen. Miksi tämä on niin (jos on), sitä ei tiedä kukaan. Useimmat tutkijat kutsuvat tätä ilmiöaluetta veden "rakennemuistiksi" uskoen, että kaikki nämä omituiset ilmentymät veden aikaisemman historian vaikutuksesta sen ominaisuuksiin selittyvät sen molekyylitilan hienorakenteen muutoksella. Ehkä näin on, mutta ... sen nimeäminen ei tarkoita selittämistä. Tieteessä on edelleen tärkeä ongelma: miksi ja miten vesi "muistaa", mitä sille tapahtui.

Tietääkö vesi mitä avaruudessa tapahtuu?

Tämä kysymys koskettaa sellaisten poikkeuksellisten, niin mystisten, vielä täysin käsittämättömien havaintojen aluetta, että ne oikeuttavat täysin kysymyksen kuvaavan muotoilun. Kokeelliset tosiasiat näyttävät olevan lujasti vahvistettu, mutta selitystä niille ei ole vielä löydetty.

Hätkähdyttävää ongelmaa, johon kysymys liittyy, ei heti saatu selville. Se viittaa huomaamattomaan ja vähäpätöiseltä näyttävään ilmiöön, jolla ei ole vakavaa merkitystä. Tämä ilmiö liittyy veden hienovaraisimpiin ja toistaiseksi käsittämättömimpiin ominaisuuksiin, joita on vaikea mitata - vesiliuosten kemiallisten reaktioiden nopeuteen ja pääasiassa huonosti liukenevien reaktiotuotteiden muodostumis- ja saostumisnopeuteen. Tämä on myös yksi veden lukemattomista ominaisuuksista.

Joten samoissa olosuhteissa suoritetussa samassa reaktiossa sedimentin ensimmäisten jälkien ilmestymisaika ei ole vakio. Vaikka tämä tosiasia oli tiedossa pitkään, kemistit eivät kiinnittäneet siihen huomiota, vaan tyytyivät, kuten edelleen usein tapahtuu, "satunnaisten syiden" selittämiseen. Mutta vähitellen, reaktionopeuden teorian kehittyessä ja tutkimusmenetelmien parantuessa, tämä outo tosiasia alkoi aiheuttaa hämmennystä.

Huolimatta kaikkein huolellisimmista varotoimista kokeen suorittamisessa täysin tasaisissa olosuhteissa, tulos ei silti toistu: joko sakka putoaa välittömästi tai joudut odottamaan kauan sen ilmestymistä.

Vaikuttaa siltä, että sillä ei ole väliä, putoaako sakka koeputkesta yhdessä, kahdessa vai kahdessakymmenessä sekunnissa? Mitä väliä sillä on? Mutta tieteessä, kuten luonnossa, mikään ei ole merkityksetöntä.

Tiedemiehet olivat yhä enemmän kiinnostuneita kummallisesta uusittamattomuudesta. Ja lopuksi järjestettiin ja suoritettiin täysin ennennäkemätön kokeilu. Sadat vapaaehtoiset tutkimuskemistit eri puolilla maailmaa, yhden, valmiiksi kehitetyn ohjelman mukaisesti, toistivat samanaikaisesti, samaan aikaan maailmanajassa saman yksinkertaisen kokeen yhä uudelleen ja uudelleen: he määrittelivät kemistien ilmestymisnopeuden. ensimmäiset jäljet kiinteän faasin sedimentistä muodostuivat vesiliuoksessa tapahtuneiden reaktioiden seurauksena. Kokeilu kesti lähes viisitoista vuotta, yli kolmesataa tuhatta toistoa suoritettiin.

Vähitellen alkoi ilmestyä hämmästyttävä kuva, selittämätön ja salaperäinen. Kävi ilmi, että veden ominaisuudet, jotka määräävät kemiallisen reaktion kulun vesipitoisessa väliaineessa, riippuvat ajasta.

Tänään reaktio etenee täysin eri tavalla kuin samalla hetkellä kuin eilen, ja huomenna se menee taas toisin.

Erot olivat pieniä, mutta ne olivat olemassa ja vaativat huomiota, tutkimusta ja tieteellistä selitystä.

Näiden havaintojen materiaalien tilastollisen käsittelyn tulokset johtivat tutkijat silmiinpistävään johtopäätökseen: kävi ilmi, että reaktionopeuden riippuvuus ajasta maapallon eri osissa on täsmälleen sama.

Tämä tarkoittaa, että on olemassa joitakin mystisiä olosuhteita, jotka muuttuvat samanaikaisesti koko planeetallamme ja vaikuttavat veden ominaisuuksiin.

Materiaalien jatkokäsittely johti tutkijat vielä odottamattomampaan seuraukseen. Kävi ilmi, että Auringossa tapahtuvat tapahtumat heijastuivat jotenkin veteen. Reaktion luonne vedessä seuraa auringon toiminnan rytmiä - täplien ja soihdutusten ilmaantumista Auringossa.

Mutta tämä ei riitä. Vielä uskomattomampi ilmiö havaittiin. Vesi reagoi jollain selittämättömällä tavalla siihen, mitä avaruudessa tapahtuu. Todettiin selvä riippuvuus Maan suhteellisen nopeuden muutoksesta sen liikkeessä ulkoavaruudessa.

Salaperäinen yhteys veden ja maailmankaikkeuden tapahtumien välillä on edelleen selittämätön. Ja mikä merkitys veden ja avaruuden välisellä yhteydellä on? Kukaan ei voi vielä tietää kuinka suuri se on. Kehomme sisältää noin 75 % vettä; planeetallamme ei ole elämää ilman vettä; jokaisessa elävässä organismissa, jokaisessa solussa tapahtuu lukemattomia kemiallisia reaktioita. Jos yksinkertaisen ja karkean reaktion esimerkin avulla havaitaan tapahtumien vaikutus avaruudessa, ei ole edes mahdollista kuvitella, kuinka suuri merkitys tällä vaikutuksella voi olla maapallon elämän kehityksen globaaleihin prosesseihin. Todennäköisesti tulevaisuuden tiede - kosmobiologia - on erittäin tärkeä ja mielenkiintoinen. Yksi sen pääosista on veden käyttäytymisen ja ominaisuuksien tutkimus elävässä organismissa.

Ovatko kaikki veden ominaisuudet selviä tutkijoille?

Ei tietenkään! Vesi on mystinen aine. Toistaiseksi tiedemiehet eivät ole vielä pystyneet ymmärtämään ja selittämään monia sen ominaisuuksia.

Voiko olla epäilystäkään siitä, että tiede ratkaisee kaikki tällaiset arvoitukset menestyksekkäästi? Mutta monia uusia, vielä hämmästyttävämpiä, salaperäisempiä ominaisuuksia vedestä - maailman erikoisimmasta aineesta - löydetään.

http://wsyachina.narod.ru/physics/aqua_1.html

Uskomattomia aineita, joilla on mielenkiintoisia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia ja jotka ovat tieteen luomia.

Käsissäsi sulava metalli.

Kaasu, joka pystyy pitämään kiinni kiinteitä esineitä.

Hydrofobiset pinnoitteet.

Spontaanisti räjähtävä jauhe.

Kuuma Jää.

Muistillinen metalli.

Mikä on epätavallisin tieteen tuntema aine? H 2 O! Vesi, tai vetyoksidi, on epätavallisin nykytieteen tuntema aine. Lukuun ottamatta kenties ilmaa, hän on sama - ja tutuin. Vesi peittää 70 % maapallon pinta-alasta ja muodostaa 70 % aivoistamme.

Vesi on happea, joka on sitoutunut vetyyn (koko maailmankaikkeuden yksinkertaisin ja runsain alkuaine) yksinkertaisimmalla mahdollisella tavalla. Mikä tahansa muu kaasu yhdistettynä vedyn kanssa tuottaa toisen kaasun; vain happi ja vety yhdessä ovat nestemäisiä.

Ja tämä neste, minun on sanottava, käyttäytyy niin eri tavalla kuin kaikki muu, että teoriassa sitä ei pitäisi olla ollenkaan. Tunnetaan kuusikymmentäkuusi merkkiä, joilla vettä pidetään poikkeavuutena, ja omituisin niistä on tämä: mitään muuta luonnossa ei esiinny samanaikaisesti kolmessa tilassa - kaasumaisessa, nestemäisessä ja kiinteässä. Meri täynnä jäävuoria pilvisen taivaan alla voi näyttää täysin luonnolliselta, mutta kemiallisesta näkökulmasta tämä ei suinkaan pidä paikkaansa. Useimmat aineet supistuvat jäähtyessään - mutta ei vesi: kun lämpötila saavuttaa 4 °C, vesi laajenee ja menettää tiheyttä. Tästä syystä jää kelluu ja pakastimeen jätetty viinipullo räjähtää.

Jokainen vesimolekyyli voi muodostaa sidoksia neljän muun saman molekyylin kanssa. Näiden molekyylien välisten sidosten vuoksi vesi vaatii paljon energiaa siirtyäkseen tilasta toiseen. Esimerkiksi veden lämmittämiseen kuluu kymmenen kertaa enemmän energiaa kuin raudan lämmittämiseen.

Koska vesi pystyy imemään paljon lämpöä ilman lämmitystä, se auttaa ylläpitämään vakaata ilmastoa planeetallamme. Valtamerien lämpötilat ovat kolme kertaa vakaampia kuin maalla, ja veden läpinäkyvyyden ansiosta valo tunkeutuu sen syvyyksiin ja tarjoaa mahdollisuuden elämälle merellä. Ilman vettä ei olisi elämää ollenkaan. Ja vaikka voit helposti upottaa kätesi veteen, sen puristaminen on kolme kertaa vaikeampaa kuin timantin puristaminen, ja veteen iskeminen suurella nopeudella on kuin törmäisi betoniin.

Huolimatta vesimolekyylien välisten sidosten vahvuudesta, nämä sidokset eivät valitettavasti ole vahvoja. Ne hajoavat jatkuvasti ja syntyvät uudelleen: sekunnissa jokainen vesimolekyyli törmää muihin vesimolekyyleihin 10 000 000 000 000 000 kertaa.

Veteen voi liueta niin paljon, että sitä kutsutaan "yleisliuottimeksi". Jos liuotat metallin happoon, voit unohtaa sen ikuisesti. Mutta jos esimerkiksi kipsi liuotetaan veteen, se pysyy haihdutuksen jälkeen kipsinä. Tällainen hämmästyttävä kyky liuottaa aineita tuhoamatta niitä tekee vedestä, niin paradoksaalisesti kuin se kuulostaakin, planeetan tuhoisimman aineen. Ennemmin tai myöhemmin vesi syö kaiken – rautaisesta viemäriputkesta Grand Canyoniin.

Ja hän on kaikkialla. Kuussa ja Marsissa on kiinteitä jääkertymiä; jopa auringon pinnalta (sen viileämmistä osista) on löydetty jälkiä höyrystä. Maapallolla vain pieni osa kaikesta vedestä on ilmakehässä. Jos kaikki ilmakehän vesi putoaisi tasaisesti maahan ympäri maailmaa, sademäärä ei olisi yli 25 mm. Suurin osa maapallon vedestä on ihmisten ulottumattomissa: se on lukittuna syvälle suolistoon, kulkeutuu sinne, kun tektoniset levyt menevät päällekkäin, tai pysyy itse kivien mineraalirakenteen sisällä.

Jos piilovettä murtautuisi maan pinnalle, se täyttäisi kaikki valtameremme vielä kolmekymmentä kertaa.