Аномалните свойства на водата /определящи и съществуването на живота на земята/ - променливата и плътност, високата и топлоемкост и високо повърхностно напрежение се обясняват от два типа структури, в които се самоорганизират молекулите на течността.
На учените отдавна са известни 66 необясними свойства на водата, които я отличават от болшинството други течности. Така например, за разлика от всички известни течности, плътността на които монотонно се увеличава с понижаване на температурата, то плътността на водата е максимална при 4 градуса по Целзий, а при продължаващо понижение на температурата, започва да се повишава.
Това уникално свойство на водата прави възможно съществуването на живота в реките и езерата – в противен случай, тези малки водоеми ще са замръзнали до дъното през зимния период и бха унищожили целият живот в тях с изключение може би, на простите бактерии на екстемофилите.
Водата притежава огромна топлоемкост – благодарение на която топлите океански течения затоплят много северни райони на планетата, пренасяйки топлина от топлите географски ширини.
Анормално високото повърхностно напрежение на течната вода, не само позволява на някои насекоми да ходят по повърхността и, но и благодарение на капилярните сили обезпечават достъпа на хранителни вещества в короните на гигантските дървета, достигащи няколко десетки метра височина.
Обяснението на тези свойства на основата само на строежа на молекулата и химичните и параметри не бяха достатъчни до скоро.
Тайната се криеше в структурата, в която се самоорганизираха молекулите на течната вода. Те дълго време оставаха неразгадани, тъй както да се изучи нейната структура с методите, които се използваха за изучаване на структурата на твърдите вещества, е практически невъзможно.
Тези трудности се преодоляха чрез използването на мощно рентгеново лъчение, получено от големи ускорители на елементарни частици / синхотрони /.
Установи се, че молекулите на водата формират едновременно не една а два типа структури съществуващи едновременно във нея, независимо от температурата.
Единият вид структура се формира под формата на групи от около 100 молекули, чиято структура наподобява структурата на лед. Другия тип структура е по-неорганизирана и обкръжава организираните молекули.
Увеличаването на температурата близко до точката на кипене води до някакво разрушаване на участъците от организирани молекули и повишаване на количеството на неорганизираната част от молекулите.
Това може да се онагледи като някакъв танцов клуб, където част от хората седят на своите столове /те онагледяват организираните молекули/, а другите са част от танцуващата тълпа, /който онагледяват неорганизираните молекули/. При ускоряване на ритъма, все повече от хора стават да танцуват. А при понижаване на ритъма някои сядат да си почиват, и така се поддържа някакво определено съотношение при една и съща /температура/ - темперамент на танца.
Това в частност, обяснява нелинейната зависимост на плътността на водата от температурата – подредените молекули имат по-ниска плътност от неподредените, и тя малко се изменя с изменението на температурата, което можем да сравним с постоянните размери на столовете, не зависещи от настроението на събралите се хора или силата на музиката в ресторанта.
Николай Николов
Няма коментари:
Публикуване на коментар