proprietăți surprinzătoare și impar de apă

„Nu este nimic mai moale și mai slab decât apa, și nu există nimic care îl depășește într-un atac devastator asupra tuturor greu și puternic.“ salvie chinez Lao Tzu a descris în acest fel într-unul din textele antice. De fapt, capacitatea apei de a se înmoaie, hrăni și se spală contraste cu forța sa brută, care se manifestă, de exemplu, Niagara Falls sau la momentul tsunami.

De asemenea, este ironic faptul că apa este familiar pentru noi (pentru că este de două treimi din corpul nostru și trei sferturi din planeta noastră), și în același timp foarte misterios. În ciuda faptului că știi multe despre ea, multe dintre proprietățile sale s-ar putea surprinde. Alții sunt atât de ciudat că încă mai elude înțelegerea științifică.

Apa caldă îngheață repede

O persoană obișnuită, bazată pe principiile logicii, ar putea crede că, în scopul de a îngheța apa caldă aveți nevoie de mai mult timp decât frigul. Dar destul de ciudat, acest lucru nu este cazul. Această caracteristică de apă a fost descoperit de student tanzanian Erasto Mpemba (Erasto Mpemba) în 1963. Aceasta a arătat că sub efectul aceleiași la temperatură scăzută a apei calde ingheata mai repede foarte rece.

Și nimeni nu știe de ce. O posibilă explicație este că efectul Mpemba - este rezultatul procesului circulației căldurii numit convecție. Într-un vas cu apă caldă de apă se ridică în sus, împingând rece în partea de jos și creează prin prezenta un „vârf fierbinte“. Oamenii de știință cred că convectie ar putea accelera cumva procesul de răcire, ceea ce permite înghețarea apei calde mai repede decât la rece, în ciuda faptului că aceasta ar trebui să petreacă mai mult „forță“ pe ea pentru a ajunge la punctul de îngheț.

Un secol și jumătate, oamenii de știință se luptă cu întrebarea de ce gheață poate face să cadă. Oamenii de știință sunt de acord că stratul subțire de apă în stare lichidă de pe suprafața de gheață solidă conduce la alunecare și că un transfer rapid al lichidului prin aceasta împiedică mișcarea, chiar dacă stratul este foarte subțire. Cu toate acestea, printre ei, nu există un consens cu privire la ce gheața este, spre deosebire de cele mai multe alte solide, un astfel de strat are.

Teoreticienii sugerează că stratul apare ca urmare a actului de alunecare, atunci când intră în contact cu patine sau altceva începe să se topească. Alții cred că stratul format înainte de apariția patinatoare sau o persoană obișnuită și este acolo prin circulația internă a moleculelor de suprafață.

Atunci când o picătură de apă ajunge la suprafață, unde temperatura este mult mai mare decât punctul de fierbere al apei, o picătură poate fi glisat de-a lungul suprafeței de mai mult timp decât vă imaginați. Chemat efect Leidenfrost, fenomenul se datorează faptului că atunci când picăturile strat inferior se evapora, molecula de gaz format în acest strat nu va dispărea, prin urmare, prezența altor straturi izolează picăturile și acestea sunt astfel nu ating suprafețele fierbinți. Picătură astfel supraviețui timp de câteva secunde, fără fierbere.

Nebunie în membrana

Uneori, moleculele de apă sfidează legile fizicii, deține împreună, în ciuda tuturor încercărilor de presiune sau de gravitate pentru a le separa. Aceasta este forța de tensiune superficială care determină stratul superior de apă și alte lichide să se comporte ca membrane elastice. Tensiunea superficială apare din cauza faptului că moleculele de apă sunt în comunicație liberă unele cu altele. Din cauza legăturilor slabe între moleculele de pe moleculele de suprafață sunt întotdeauna împinse din straturile inferioare. Ei vor rămâne împreună, atâta timp cât molecule strâns legate va încerca să distrugă legăturile mai puțin puternice.

In imagine, de exemplu, arată modul în care clema se sprijină pe stratul superior al suprafeței apei. Deși mai densă decât apa de metal, și ar trebui să fie în conformitate cu normele de înec, cu toate acestea, tensiunea de suprafață nu face acest lucru.

Atunci când există o mare diferență între temperatura apei și temperatura aerului din exterior (de exemplu, dacă o tigaie de apă (100 grade Celsius) „stropi“ fierbere în aer, a cărui temperatură este de -34 grade), un efect surprinzător apare. Fierberea apei se transformă instantaneu în zăpadă.

Explicație: Densitatea aerului foarte rece este destul de mare, iar moleculele sale sunt atât de aproape unul de altul că este foarte puțin spațiu pentru a „transporta“ vapori de apă. apa de fierbere, pe de altă parte, produce o mulțime de abur. Când apa este eliberată în aer, acesta este descompus în picături, care se, dimpotrivă, o mulțime de spațiu pentru transferul pereche. Aici se află freca. Picăturile conțin mai mult abur decât aerul poate reține totuși abur „precipită“ se agata de particulele microscopice în aer, cum ar fi cristale de sodiu sau calciu și formă. Asta e modul în care se formează fulgi de zăpadă.

Deși formă solidă aproape fiecare substanță mai densă decât forma lichidă, datorită faptului că atomii solide sunt de obicei situate strâns între ele, în cazul apei nu este corect. Când apa ingheata, ei volumul crește cu circa 8 procente. Această ciudățenie vă permite să rămână chiar și cuburi de gheață pe linia de plutire și aisberguri uriașe.

Când apa se răcește până la punctul de îngheț, în scopul de a menține moleculele împreună care este necesară mai puțină energie, prin urmare, molecula poate forma legături de hidrogen stabile unul cu altul, treptat, fiind blocat într-o anumită poziție. Același proces are loc în timpul solidificării lichidelor. Și, la fel ca și în celelalte solide, comunicarea dintre moleculele de gheata, de fapt mai scurte și mai rigide decât legăturile libere în apă în stare lichidă. Diferența constă în faptul că structura hexagonală de cristal de gheață lasă suficient spațiu liber, făcând gheață mai puțin densă decât apa în stare lichidă.

surplusurile de gheață pot fi observate în congelator, în formă de „vârfuri de gheață“. Aceste vârfuri constau din apă în exces, care „cad“ din setul de congelare la cuburi cu lichid. Recipientul de apă, de obicei, începe să înghețe de pereții laterali și de fund care vin mai aproape de centru și partea de sus, astfel încât mijlocul de gheață se extinde. Uneori apa într-un container este prea mult, îngheață și jetted în forma unui ghimpe.

Unul dintre un fel

Știm cu toții că nu există doi fulgi de zăpadă identici. Într-adevăr, istoria existenței zăpezii, fiecare dintre aceste creaturi frumoase a fost destul de unic. Iată de ce: fulg de zăpadă începe să se formeze, găsind sub forma unei prisme hexagonale simplu. Deoarece fiecare înghețare a pierdut o anumită parte a moleculelor de diferite temperaturi, umiditatea și presiunea aerului, în astfel de condiții variabile fulg și dobândește propria formă unică. Aceste modificări nu suficient pentru a forma un fulg de zăpadă de cristal nu este repetat.

Totuși, nu este mai puțin surprinzător este de șase fulgi de zăpadă piese absolut identice, care, datorită sincronicitate lor de a crea simetrie hexagonală perfectă.

Unde ești inițial?

Originea exactă a apei, care a acoperit 70 la sută din suprafața Pământului este încă un mister pentru oamenii de stiinta. Ele suspectează că orice apă care a acumulat pe suprafata planetei de la formarea sa acum 4,5 miliarde ani, urma să se evapore din cauza tânărului soare arzător. Aceasta înseamnă că apa, care este acum prezentă în lume, a apărut mult mai târziu.

Cum? Poate, în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani, obiecte masive din sistemul solar exterior a lovit la sol și planetele interioare. Acest lucru este, probabil, obiectele au fost umplute cu apă, iar coliziunea a condus la faptul ca Pamantul a devenit un rezervor gigant pentru stocarea lichidului.

Traducere: Balandina E. A.