Названы десять уникальных свойств воды во Вселенной

Вода является одним из наиболее уникальных веществ во Вселенной. Без нее невозможно существование белковых форм жизни с углеродной основой. Вода на Земле участвует в фотосинтезе и образовании кислорода. Издание Lenta.UA на основании открытых данных в преддверии праздника Богоявления собрала 10 уникальных физических фактов о воде.

1. Первое аномальное свойство воды – точки кипения и замерзания. Если бы вода - гидрид кислорода – Н2О была бы нормальным мономолекулярным соединением, таким, например, как ее аналоги по Шестой группе Периодической системы элементов Д.И. Менделеева гидрид серы Н2S, гидрид селена Н2Se, гидрид теллура Н2Те, то в жидком состоянии она бы существовала в диапазоне от минус 900С до минус 700С. Однако этого не происходит.  

Читайте также: Ученые рассказали, почему вода гасит огонь

2. Второе - теплопроводность. Теплопроводность воды снижается при температуре от 0 до 37 градусов, и снова растет при дальнейшем нагревании.  Также с этим свойством связан и другой парадокс - горячая вода тушит огонь быстрее, чем холодная, поскольку отсекает поступление кислорода, необходимого для горения. 

3. Третье - плотность. На это особое свойство воды впервые обратил внимание еще один из основателей гелиоцентрической модели Галилео Галилей. При переходе любой жидкости (кроме галлия и висмута) в твердое агрегатное состояние молекулы располагаются теснее, а само вещество, уменьшаясь в объеме, становится плотнее. Однако вода представляет собой исключение. При охлаждении она ведет себя как и другие жидкости: постепенно уплотняясь, уменьшает объем. Такое явление можно наблюдать до +3,98°С. Именно при такой температуре вода имеет наибольшую плотность и наименьший объем. Дальнейшее охлаждение воды постепенно приводит уже не к уменьшению, а к увеличению объема. Плавность этого процесса необъяснимо прерывается и при 0°С происходит резкий скачок увеличения объема почти на 10%! В это мгновение вода превращается в лед. Также коэффициент поверхностного натяжения у воды высокий 75,6´10-3 Н/м при 0 °С и 60,8´10-3 Н/м при 90 °С.  Благодаря свойству плотности в порах грунта и растениях действуют капиллярные силы которые играют важную роль в питании растений и эрозии грунтов. 

4. Из плотности воды вытекает ее следующее свойство, используемое в гидростатике и гидравлике. 

Мы привыкли считать, что переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при определенной температуре: жидкость становится льдом при ноле градусов, паром – при температуре свыше 100 °C. Но эти процессы зависят также от давления, в том числе и атмосферного давления. Например, при низком давлении жидкость закипает при температуре ниже 50 °C, а при высоком – потребуется свыше 100 °C. Эту особенность учитывают при обеззараживании воды. Для льда этот принцип действует наоборот: при низком давлении температура образования твердого вещества перемещается ниже ноля.

5. Полиморфность - согласно законам термодинамики вещества, могут существовать в трех состояниях – твердом, жидком и газообразном и четвертом - плазменном. Как известно, вода существует в виде льда, жидкости и пара. Примечательно, что различают 14 модификаций льда, правда, основная их часть получена в условиях, близких к космическим. Два атома водорода и один атом кислорода группируются в шестиугольную симметричную решётку, обуславливая структуру снежинок.

 Кстати, на планете Солнечной системе - Сатурне - астрономы обнаружили гигантскую "атмосферную снежинку". Речь идет о правильном шестиугольнике.

Что касается плазмы, то менее чем за 75 фемтосекунды вода проходит фазовый переход от жидкости к плазме. Плазма — это состояние вещества, в котором электроны удалены из атомов, что приводит к своего рода электрически заряженному газу. 

6. Электропроводность воды. Вода является хорошим диэлектриком, так как обладает сильным электрическим моментом, составляющим ее дипольную структуру, и зависит от изменений давления, температуры, примесей, гравитации, излучения. 

7. Вязкость воды - свойство жидкости, обусловливающее при движении возникновение силы трения.  

8. Вода - "универсальный растворитель". Вода хорошо растворяет полярные молекулы и вещества с их дальнейшим распадом на ионы, но плохо растворяет неполярные молекулы. 

10. Звукопроводность - из-за гибких свойств плотности вода является отличным проводником звука, значительно лучше, чем воздух. 

Скорость распространения звука в воде равна 1400—1600 м/с, т.е. в 4—5 раз больше скорости распространения звука в воздухе. Скорость звука в воде увеличивается с повышением температуры воды (приблизительно на 3—3,5 м/с на 1 °С), с увеличением солености (приблизительно на 1—1,3 м/с на 1‰) и с ростом давления. Последнее означает, что с ростом глубины при прочих равных условиях скорость звука возрастает (приблизительно на 1,5—1,8 м/с на 100 м глубины). 

Другие свойства воды

Также на свойства воды влияет такой вид физического взаимодействия как гравитация. В открытом космосе вода при при температуре 0° по шкале Кельвина или минус 273,15°С замерзает, а при приближении к звездам - испаряется. В состоянии невесомости вода приобретает форму шара. Шар, как геометрическое тело, обладает наименьшей площадью поверхности при одинаковом с другими телами объеме. Следовательно, вода, вылитая из сосуда в условиях невесомости, соберется в шарики и будет плавать в воздухе, так как не имеет веса. 

Под воздействием гравитации Солнца вода на Земле также может изменять свои качества. Это явление остается малоизученным. Но в некоторые временные промежутки вокруг летнего и зимнего солнцестояния (когда Земля проходит точку перигелия и афелия) вода получает особенные свойства, о чем писал доктор технических наук Владимир Цетлин. Например, на 6 (19 января),  праздник Богоявления, в течение шести часов снижается ее электропроводность. 

Возможно, этим, а также другими, еще не открытыми наукой факторами, объясняются особые качества крещенской воды? Считается, что эта вода не портится. 

Вода в Древней Греции

Любопытно, что греческий натурфилософ и математик Фалес Милетский (VI век до н.э), считающийся основателем научно-философской милетской школы, с открытий которой начинается история европейской науки — космогонии и космологии, физики, географии, метеорологии, астрономии, биологии и математики полагал началом сущих вещей воду. Фалес первым изобрел глобус и гномон для распознавания солнцеворотов, его авторству принадлежит теорема о пропорциональных отрезках. 

Также воду считали одним из первоначал природы  философы пифагорейской школы Ферекид Сиросский (VI век до н. э.) и Гиппон (V век до н. э.).

Ранее канадские геологи выдвинули гипотезу, согласно которой некоторые месторождения золота образовались путем "вскипания" мелкодисперсных фракций с атомами Au в морской воде.

Фото: demianovo

Читайте также: Названа неожиданная теория появления алмазов