Названо десять унікальних властивостей води у Всесвіті

Вода є однією з найбільш унікальних речовин у Всесвіті. Без неї неможливе існування білкових форм життя з вуглецевою основою. Вода нв Землі бере участь у фотосинтезі та утворенні кисню. Видання Lenta.UA на основі відкритих даних напередодні свята Богоявлення зібрало 10 унікальних фізичних фактів про воду.

1. Перша аномальна властивість води - точки кипіння та замерзання. Якби вода - гідрид кисню – Н2О була б нормальною мономолекулярною сполукою, такою, наприклад, як її аналоги за Шостою групою Періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва гідрид сірки Н2S, гідрид селену Н2Se, гідрид телуру Н2Те, то в рідкому стані вона існувала б в діапазоні від мінус 900С до мінус 700С. Проте цього немає.

Читайте також: Вчені розповіли, чому вода гасить вогонь

2. Друге – теплопровідність. Теплопровідність води знижується при температурі від 0 до 37 градусів і знову зростає при подальшому нагріванні. Також із цією властивістю пов'язаний і інший парадокс – гаряча вода гасить вогонь швидше, ніж холодна, оскільки відсікає надходження кисню, необхідного для горіння.

3. Третє - щільність. На цю особливу властивість води вперше звернув увагу ще один із засновників геліоцентричної моделі Галілео Галілей. При переході будь-якої рідини (крім галію і вісмуту) у твердий агрегатний стан молекули розташовуються вужче, а сама речовина, зменшуючись в обсязі, стає щільнішою. Проте вода є винятком. При охолодженні вона веде себе як інші рідини: поступово ущільнюючись, зменшує обсяг. Таке явище можна спостерігати до +3,98°С. Саме за такої температури вода має найбільшу щільність і найменший об'єм. Подальше охолодження води поступово приводить вже не до зменшення, а збільшення обсягу. Плавність цього процесу незрозуміло переривається і при 0° С відбувається різкий стрибок збільшення обсягу майже на 10%! Цієї миті вода перетворюється на лід. Також коефіцієнт поверхневого натягу води високий 75,6'10-3 Н/м при 0 °С і 60,8'10-3 Н/м при 90 °С. Завдяки властивості щільності в порах ґрунту та рослинах діють капілярні сили, які відіграють важливу роль у живленні рослин та ерозії ґрунтів.

4. З щільності води витікає її така властивість, що використовується в гідростатиці та гідравліці.

Ми звикли вважати, що перехід з одного агрегатного стану в інший відбувається за певної температури: рідина стає льодом при нулі градусів, парою – за температури понад 100 °C. Але ці процеси залежать також від тиску, у тому числі атмосферного тиску. Наприклад, при низькому тиску рідина закипає при температурі нижче 50 °C, а при високому – потрібно понад 100 °C. Цю особливість враховують при знезараженні води. Для льоду цей принцип діє навпаки: за низького тиску температура утворення твердої речовини переміщається нижче нуля.

5. Поліморфність - відповідно до законів термодинаміки речовини, можуть існувати у трьох станах – твердому, рідкому та газоподібному та четвертому – плазмовому. Як відомо, вода існує у вигляді льоду, рідини та пари. Примітно, що розрізняють 14 модифікацій льоду, щоправда, основна їхня частина отримана в умовах, близьких до космічних. Два атоми водню і один атом кисню групуються в шестикутні симетричні решітки, зумовлюючи структуру сніжинок.

До речі, на планеті Сонячної системи – Сатурні – астрономи виявили гігантську "атмосферну сніжинку" . Йдеться про правильний шестикутник.

Щодо плазми, то менш ніж за 75 фемтосекунди вода проходить фазовий перехід від рідини до плазми. Плазма - це стан речовини, в якому електрони видалені з атомів, що приводить до свого роду електрично зарядженого газу.

6. Електропровідність води. Вода є хорошим діелектриком, оскільки має сильний електричний момент, що становить її дипольну структуру, і залежить від змін тиску, температури, домішок, гравітації, випромінювання.

7. В'язкість води - властивість рідини, що виникає при русі і приводить до виникнення сили тертя.

8. Вода - "універсальний розчинник ". Вода добре розчиняє полярні молекули та речовини з їх подальшим розпадом на іони, але погано розчиняє неполярні молекули.

10. Звукопровідність - через гнучкі властивості щільності вода є відмінним провідником звуку, значно краще, ніж повітря.

Швидкість поширення звуку у воді дорівнює 1400—1600 м/с, тобто у 4—5 разів більше за швидкість поширення звуку в повітрі. Швидкість звуку у воді збільшується з підвищенням температури води (приблизно на 3-3,5 м/с на 1 ° С), зі збільшенням солоності (приблизно на 1-1,3 м/с на 1 ‰) та зі зростанням тиску. Останнє означає, що зі зростанням глибини за інших рівних умов швидкість звуку зростає (приблизно на 1,5-1,8 м/с на 100 м глибини).

Інші властивості води

Також на властивості води впливає такий вид фізичної взаємодії, як гравітація. У відкритому космосі вода при температурах0° по шкале Кельвіна или минус 273,15°С замерзає, а при наближенні до зірок - випаровується. У стані невагомості вода набуває форми кулі. Куля, як геометричне тіло, має найменшу площу поверхні при однаковому з іншими тілами об'ємі. Отже, вода, вилита з посудини в умовах невагомості, збереться в кульки і плаватиме в повітрі, оскільки не має ваги.

Під впливом гравітації Сонця вода Землі також може змінювати свої якості. Це залишається маловивченим. Але у деякі часові проміжки навколо літнього та зимового сонцестояння (коли Земля проходить точку перигелію та афелію) вода отримує особливі властивості, про що писав доктор технічних наук Володимир Цетлін. Наприклад, на 6 (19 січня) свято Богоявлення протягом шести годин знижується її електропровідність.

Можливо, цим, а також іншими ще не відкритими наукою факторами пояснюються особливі якості водохресної води? Вважається, що ця вода не псується.

Вода у Давній Греції

Цікаво, що грецький натурфілософ і математик Фалес Мілетський (VI століття до н.е.), що вважається засновником науково-філософської мілетської школи, з відкриттів якої починається історія європейської науки - космогонії та космології, фізики, географії, метеорології, астрономії, біології та математики вважав первоначалом речей воду. Фалес першим винайшов глобус і гномон для розпізнавання сонцеворотів, його авторству належить теорема про пропорційні відрізки.

Також воду вважали одним із первоначал природи філософи піфагорійської школи Ферекід Сіросський (VI століття до н. е.) та Гіппон (V століття до н. е.).

Раніше канадські геологи висунули гіпотезу, згідно з якою деякі родовища золота утворилися шляхом "закипання" дрібнодисперсних фракцій з атомами Au у морській воді.

Фото: demianovo

Читайте також: Названа несподівана теорія появи алмазів