Какие аномальные свойства воды
Аномальные свойства воды до сих пор являются для академической науки загадкой …
Что такое аномальные свойства воды …
Целый ряд свойств воды выпадает из общих закономерностей и правил таких наук как физика и химия. Эти свойства не соответствуют законам «периодической системы», разработанной гениальным ученым-химиком Дмитрием Ивановичем Менделеевым.
Про общие физические и химические свойства воды, мы писали в нашем материале – ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ В ЖИДКОМ СОСТОЯНИИ ( читать >>> ).
Аномальные свойства воды
В этом материале, мы кратко перечислим основные аномальные свойства воды.
Замерзание и кипение
Температуры замерзания и кипения воды не соответствуют общим закономерностям и законам химии. Так мы знаем, что вода в реальной жизни замерзает при 0°C, а кипит при 100°C, в то время как в соответствии с общими правилами химии эти процессы должны проходить при -90°C (минус девяносто) и -70°C (минус 70) соответственно.
Уникальные термические свойства воды
Вода имеет уникальную по своей величине аномальную теплоемкость равную 4,18 кДж (кг-К). Это означает, что вода медленно охлаждается и медленно нагревается.
Вода является эффективным регулятором температур, она ограничивает резкие перепады температур. Более подробно с этим ее свойством вы можете ознакомиться в нашей статье – Удельная теплоемкость воды, или почему мы такие, какие есть.
Температурная яма
Наибольшая скорость нагрева и охлаждения воды происходит в так называемой «температурной яме», которая образуется вследствие того, что в районе 37 °C теплоемкость у воды наименьшая.
Как мы видим, температура человеческого тела 36,6 °C близка к этому значению.
Эффект Мпембы – эффект горячей воды
Удивительно, но факт – горячая вода замерзает быстрее холодной, что противоречит логике и общему восприятию вещей.
Температура воды + 3,98 °C
Как мы уже отметили выше, температура + 3,98 °C, является для воды важным значением. При понижении температуры до этого уровня вода ведет себя в соответствии с общими законами и правилами этих наук. При дальнейшем понижении температуры у воды начинают проявляются ее аномальные свойства.
При температуре + 3,98 °C у воды плотность имеет наибольшее значение, а объем наименьший.
Объем и плотность
Еще одним важным для всех нас является ее аномальное свойство при замерзании увеличиваться в объеме, тем самым уменьшая свою плотность. Уточним, что до + 3,98 °C вода ведет в соответствии с общими законами химии и физики, а далее проявляются ее аномальные свойства.
Поверхностное натяжение
Еще одним удивительным и во многом аномальным свойством воды является ее поверхностное натяжение.
Хорошо всем известный пример демонстрирует, как аккуратно положенная на воду металлическая швейная игла плавает на ее поверхности, что во многом удивительно. Ведь плотность метала гораздо больше плотности воды.
Вся жизнь на Земле своим существованием во многом обязано именно этому свойству воды.
Вода — отличный растворитель
Вода является отличным растворителем, она удивительно легко растворяет большое количество самых разнообразных веществ и газов. И что тоже весьма важно, так же легко их отдает. Например, благодаря именно этому свойству после дождя мы чувствуем удивительную свежесть – дождь очищает воздух.
Вода и магнитное поле
Под воздействием магнитного поля у воды меняется ее способность к растворению веществ, изменяется скорость, проходящих в ней, химических реакций.
Заключение
Аномальные свойства воды еще раз подтверждают общеизвестное высказывание — удивительное рядом.
Аномальные свойства воды, или удивительное рядом
ДАТА СОЗДАНИЯ ПУБЛИКАЦИИ: Сен 22, 2015 14:34 Waterman
12.08 2009, 15:52 РИА «Новости»
Аномальные свойства воды, определяющие, в том числе и наличие жизни на Земле — её переменная плотность, высокая теплоемкость и большое поверхностное натяжение, объясняются двумя типами структур, в которые самоорганизуются молекулы жидкости, уверены авторы нового исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученым давно были известны 66 необъяснимых свойств воды, отличающих её от большинства других химических веществ, встречающихся в жидком состоянии. Так, в отличие от всех известных жидкостей, плотность которых монотонно увеличивается с понижением температуры, плотность воды максимальна при 4 градусах Цельсия, а при дальнейшем понижении температуры вновь начинает убывать. Это уникальное свойство воды делает возможной жизнь в реках и озерах — в противном случае эти относительно мелкие водоемы неизбежно промерзали бы до дна в зимний период и были бы лишены всех живых организмов, за исключением, может быть, простейших бактерий экстремофилов.
Вода обладает огромной теплоемкостью — благодаря этому теплые океанические течения согревают многие северные регионы планеты, принося тепло из южных широт.
Аномально высокое поверхностное натяжение жидкой воды не только позволяет некоторым насекомым спокойно ходить по её поверхности, но и благодаря капиллярным силам обеспечивает поступление питательных веществ к кронам гигантских деревьев, достигающих нескольких десятков метров в высоту.
Объяснить эти свойства на основании лишь строения и химических параметров молекул воды ученые до последнего времени не могли. Секрет крылся в структуре, в которую самоорганизуются молекулы жидкой воды. Он долгое время оставался неразгаданным, так как изучить эту структуру теми же методами, что применяются для изучения строения твердых тел, практически невозможно.
Команда Андерса Нильсона (Anders Nilsson), ведущего специалиста Стенфордского центра синхротронного излучения (Stanford Synchrotron Radiation Lightsource), сумела преодолеть эти трудности благодаря новейшим методам изучения строения жидкостей с использованием мощного рентгеновского излучения, получаемого с помощью больших ускорителей элементарных частиц, называемых синхротронами. Один из использованных в работе синхротронов находится в Японии, а второй в США.
Ученые выяснили, что существовавшие до сих пор представления о молекулярной структуре воды были неверными — оказалось, что её молекулы формируют не одну структуру, а одновременно два типа структур, сосуществующих в жидкости вне зависимости от температуры. Один тип структуры формируется в виде сгустков примерно по 100 молекул, структура которых напоминает структуру льда. Второй тип структуры, окружающей сгустки, гораздо менее упорядочен.
Увеличение температуры вплоть до точки кипения воды приводит к некоторому искажению структуры сгустков и уменьшению их количества и доминированию разупорядоченной структуры.
«Этот процесс можно представить как танцевальный клуб, где часть людей сидит за столиками, отражая упорядоченную компоненту воды, а часть находясь в толпе, непрерывно перемещается в танце, отражая разупорядоченную. Увеличение температуры воды в этом случае можно сравнить с всеобщим поднятием настроения и ускорением музыки, когда люди начинают вставать из-за столов и присоединяться к танцующим, а часть пустующих столов и вовсе убирается для высвобождения места. Охлаждение — обратный процесс, когда танцпол заполняется столами, и за них присаживаются утомленные танцами гости клуба. При этом при одной и той же “температуре” танцующие и сидящие люди постоянно меняются местами — некоторые присаживаются отдохнуть а некоторые наоборот идут танцевать, тогда как общее соотношение танцующих и сидящих остается прежним» — пояснил результаты работы Нильсон, слова которого приводит пресс-служба Стенфордского центра линейных ускорителей в США.
Это, в частности, объясняет нелинейную зависимость плотности воды от температуры — упорядоченные скопления молекул имеют меньшую плотность, чем неупорядоченные, и она мало меняется с изменением температуры, которую можно сравнить с постоянным размером столов, не зависящим от настроения собравшихся или громкости музыки в ресторане.
Закажите консультацию специалиста компании Гейзер
Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!
Заказать консультацию
1.2. Аномальные свойства воды
Вода аномальна в отношении многих физических свойств. В отличие от большинства жидкостей с ростом температуры объем воды уменьшается, плотность увеличивается, достигая минимума объема (соответственно максимума плотности) при 4 °С, удельный объем воды с ростом температуры повышается. При замерзании объем уменьшается примерно на 10 %. Теплоемкость воды аномально велика. При плавлении льда теплоемкость увеличивается больше, чем вдвое. Обычно у твердых тел при плавлении она изменяется незначительно. Вязкость воды с ростом температуры уменьшается, электропроводность воды сильно зависит от примесей. Диэлектрическая проницаемость воды – 81 при 20 °С, показатель преломления – 1,33. Аномальна вода также в отношении скорости распространения звука и ряде других свойств. Аномальные свойства воды связаны с особенностью строения ее молекул и структуры в различных агрегатных состояниях.
Даже после кратковременного воздействия магнитных полей увеличивается скорость химических процессов и кристаллизации растворенных веществ, интенсифицируются процессы адсорбции, улучшается коагуляция примесей и выпадение их в осадок. Воздействие магнитного поля на воду сказывается на поведении находящихся в ней примесей, хотя сущность этих явлений пока точно не выяснена. Существует несколько гипотез о намагничивании воды, например, магнитное поле может привести к деформации водородных связей или перераспределению молекул воды в ассоциативных образованиях, что влияет на изменение физико-химических характеристик, протекающих в ней процессов.
Сибирскими учеными, Ф.А. Летниковым и Т.В. Кащеевой [10], открыто явление, когда обессоленная вода вследствие нагревания ее до высоких температур под большим давлением изменяет свои свойства. Удельная электропроводность активированной обессоленной воды
в 10–20 раз выше, чем не активированной. Получена так называемая скользкая вода. Обычная вода превращается в скользкую при введении в нее небольшого количества полимерных соединений. Скорость ее течения увеличивается в 2,5 раза, она быстро заполняет любую емкость. Причиной такой перемены служат, очевидно, особенности взаимодействия полимерных добавок и молекул воды. Между ними легко возникают водородные связи, определенным образом ориентированные по оси потока жидкости, влияющие на ее структуру.
Есть разновидности сухой, резиновой, серебряной воды. Не исключено, что будут найдены новые, неизвестные виды воды. Возможно, для их создания потребуются в качестве добавок новые химические соединения [7].
Вода остается одним из самых загадочных и удивительных веществ на Земле. Ее уникальность проявляется уже в том, что это единственное вещество на планете, которое встречается во всех трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном – в естественных условиях.
Вода при охлаждении ниже +4 °С не сжимается, а расширяется.
Вода в твердом состоянии не тяжелее, чем в жидком, как все тела, а наоборот – легче.
Никакие другие газы, кроме кислорода и водорода, не образуют жидкость при смешивании друг с другом.
Вода обладает своей собственной энергетикой, которая представляется одной из загадок, исследуемых наукой [4, 7].
Среди всех веществ, имеющихся на Земле, вода, благодаря своеобразию своих физических и химических свойств, занимает исключительное положение в природе и играет особую роль в жизни человека. Основное назначение воды – быть основой биологической жизни во Вселенной. Именно вода лежит в основе всех процессов в растительном и животном мире нашей планеты.
Ученые, занимающиеся изучением воды, обнаружили, что при определенных условиях молекулы воды могут собираться в стабильные образования, напоминающие кристаллы. Установлено [4, 6, 11], что водная среда представляет собой многоуровневый, иерархически организованный жидкий кристалл, в основе которого лежит кластер, кристаллоподобный «квант воды», состоящий из 57 и более ее молекул.
Большая информационная емкость воды объясняется тем, что такие кванты могут образовывать громадные полимеры, различающиеся объемной структурой и соответственно физическими свойствами.
Одним из малоизвестных свойств воды является то, что она может менять свою объемно-молекулярную структуру под воздействием различных факторов, имеющих различные геометрические характеристики, электромагнитных полей, механических вибраций, света, химических примесей, идей, мыслей, слов, эмоций, звуков, энергетических вибраций кристаллов, живых и неживых предметов [12, 13]. Японский ученый Масару Эмото обнаружил много удивительных различий в кристаллической структуре воды, имевшей различное происхождение. Водопроводная вода имеет нарушенную как бы смятую структуру.
Вода, как показал Масару Эмото, из горных потоков и ключей прекрасно сформирована геометрически и представляет собой различные вариации шестилучевых звездочек, напоминающих снежинки.
Вода, которая состоит из упорядоченных жидких кристаллов с величиной угла H–O–H приближающейся к 109°, называется структурированной.
Доказано [12–13], что вода реагирует на мысли и эмоции окружающих ее людей, на события, происходящие с населением. Кристаллы, образовавшиеся из только что полученной дистиллированной воды, имеют простую форму хорошо известных шестиугольных снежинок.
Другим малоизвестным свойством воды является ее способность запоминать записанную на ней информацию и сохранять ее достаточно долго. Физические свойства воды, подвергшейся информационной обработке, остаются стабильными длительное время.
В обыденной жизни мы сталкиваемся с подобным еще одним малоизвестным и малоизученным свойством воды – феноменом под названием крещенская вода [14, 15].
При изменении внешних и космических условий или электромагнитного импульса в январские дни (18–19 января каждого года, а в дальнейшем каждые 29 дней), вода активируется, становится биологически активной, целебной. Молекула воды мгновенно находит такое положение атомов и угла между ними, выбирает такую ось вращения, которые обеспечивают ей динамическое и энергетическое равновесия в новых условиях.
Возможно, что под влиянием январского расположения планет, звезд и галактик изменяется геомагнитное поле, в воде уменьшается содержание повреждающих изотопов водорода и кислорода воды.
Причем еще одним любопытным свойством такой воды является ее способность при доливании небольшого количества в емкость с обычной водой структурировать определенным образом весь объем воды.
Достаточно два миллилитра структурированной воды добавить к 60 литрам обычной воды – и она вся будет структурирована. Это расчетные цифры, полученные из германского института, занимающегося проблемами воды.
Поскольку организм человека состоит в основном из воды и все биологические процессы в нем протекают в водных растворах и при участии воды, то и наше здоровье напрямую зависит от ее качества.
Во всем мире ученые, обеспокоенные крайне неудовлетворительным качеством, так называемой «питьевой воды», работают над проблемой ее очистки и структурирования. Существует множество методик, позволяющих улучшить качественные характеристики употребляемой нами воды.
К сожалению, при производстве любой, даже самой лучшей воды промышленным способом не учитываются индивидуальные особенности конкретных потребителей. Учесть их практически невозможно, поскольку производитель и потребитель оторваны друг от друга.
Для человека, тело которого на 80 % состоит из воды, (даже кости, к примеру, содержат 40 % воды, а мозг на 96–98 %), употребление
информационно-энергетической, химически и бактериально загрязненной воды, по сути, смертный приговор, с не такой уж большой отсрочкой исполнения.
Химический состав, как выясняется, имеет в этом случае, минимальное значение. Главное здесь – информация, которую несет вода.
Наиболее простой способ информационно-энергетической очистки воды – ее замораживание, выдерживание некоторое время в виде льда и последующая разморозка.
Пользуясь сказочной терминологией, получается «мертвая» вода, лишенная информации. Наружное применение такой воды, являющейся мягким антисептиком, очень эффективно при ожогах, болях различной этиологии, кожных заболеваниях, ушибах, травмах.
В сказках приводится даже технология использования разных видов воды, которая удивительным образом совпадает с современными научными воззрениями на данную проблему. Рану необходимо было сначала обработать «мертвой», а потом «живой» водой.
Любой человек может по заданному мысленному воздействию изменить энергетические параметры воды.
Ученые [2, 14, 15–18], установили, что человеческие слова формируют солитоны, энергетические «сгустки», которые могут оказывать воздействие на предметы. Особенно большие изменения слова вызывают в воде: внедряясь в нее, солитоны выстраивают из молекул воды сложные ансамбли. Вода словно «оживает».
В рамках микроскопического подхода структура воды отличается относительно беспорядочным динамически меняющимся расположением молекул, а высокая плотность обуславливает сильное межмолекулярное взаимодействие, осуществляемое посредством водородных связей.
Таким образом, вода представляет собой сложную ассоциированную жидкость с тетраэдрической сеткой молекул, соединенных водородными связями.
В результате теплового движения молекул эта сетка подвержена спонтанной перестройке.
В трехмерной сетке водородных связей размещены флуктуационные микрообъемы молекул воды, обладающие сравнительно малой энергией теплового движения и более высокой степенью структурного упорядочения. Это — микрокластеры.
В то же время вокруг микрокластеров в макрообъеме ассоциированной среды с повышенной энергией теплового движения молекул Н20 наблюдается большая степень структурной беспорядочности, т.е. более низкий уровень структурного упорядочения.
Расскажем об одном курьезе воды.
Вещества — аналоги воды, молекулы которых по химическому составу похожи на воду, — H2S, H2Se, H2Te, т.е. соединения водорода и серы, водорода и селена, водорода и теллура и т.д., при комнатной температуре находятся в газообразном состоянии. Казалось бы, вода, сохрани она такие же свойства, должна бы закипать при температуре -70 °С, а превращаться в лед при -90 °С. Эти условия вряд ли бы способствовали развитию жизни на Земле, ведь она должна была бы существовать в интервале температур от -70 °С до -90 °С (рис.3). В таком холоде разве возможна жизнь? Иначе говоря, 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 H2S, гидрид селена H2Se, гидрид теллура H2Te, то в жидком состоянии вода существовала бы в пределах от минус 95 °С до минус 70 °С, а не такая, какая реально существует сейчас. Нетрудно понять, что в этом случае биологической жизни на Земле не могло бы существовать. На рис.3 показаны необычные точки замерзания и кипения воды по сравнению с другими жидкостями.
Рис. 3. Аномалии точек кипения и замерзания воды по сравнению с другими соединениями водорода.
Но, к счастью для нас и для всего живого на свете вода обладает аномальными свойствами.
Вода «не признает» периодических закономерностей, характерных для бесчисленного множества соединений на Земле и в Космосе, а следует своим, еще не вполне понятным для науки законам, подарившим нам удивительный мир Жизни.
«Ненормальные» температуры плавления (0 °С) и кипения (+100 °С) воды далеко не единственная ее аномальность.
Для всей биосферы исключительна важной особенностью воды является ее способность при замерзании увеличивать, а не уменьшать свой объем, т.е. уменьшать плотность.
Действительно, при переходе любой жидкости в твердое состояние молекулы располагаются теснее, а само вещество, уменьшаясь в объеме, становится плотнее. Да, для любой из необозримо разных жидкостей, но не воды. Вода и здесь представляет исключение.
При охлаждении вода сначала ведет себя как и другие жидкости: постепенно уплотняясь, уменьшает свой объем. Такое явление можно наблюдать до +3,98 °С. Затем, при дальнейшем снижении температуры до 0 °С, вся вода замерзает и расширяется в объеме. В результате удельный вес льда становится меньше воды и лед плавает. Если бы лед не всплывал, а тонул, то все водоемы (реки, озера, моря) промерзли бы до дна, испарение бы резко сократилось, все пресноводные животные и растения погибли бы. Жизнь на Земле стала бы невозможной.
Вода — единственная жидкость на Земле, лед которой не тонет за счет того, что его объем на 1/11 больше объема воды.
Еще одно удивительное свойство воды — ее огромное поверхностное натяжение. Благодаря тому, что круглые шарики воды очень упруги, идет дождь, выпадает роса.
Что же это за удивительная сила, которая сохраняет капли росы, а поверхностный слой воды в любой лужице делает эластичным и относительно прочным?
Известно, что если стальную иголку осторожно положить на поверхность воды, налитой в блюдце, то иголка не тонет. А ведь удельная масса металла значительно больше, чем у воды. Молекулы воды связаны силой поверхностного натяжения, которая позволяет им подниматься вверх по капиллярам, преодолевая силу земного притяжения. Без этого свойства воды жизнь на Земле была бы также невозможна.
Ни одно вещества на Земле не обладает такой способностью поглощать тепло, как вода. Для превращения в пар 1г воды требуется 537 калории тепла. Конденсируясь, пар возвращает эти 537 калорий в окружающую среду.
Ни одно вещество в мире не поглощает и не отдает среде столько тепла, сколько вода. Теплоемкость воды в 10 раз больше теплоемкости стали и в 30 раз больше ртути. Вода сохраняет тепло на Земле.
С поверхности морей, океанов, суши испаряется за год 520000 кубических километров воды, которые, конденсируясь, отдают много тепла холодным и полярным регионам.
Не обладай вода такой уникальной способностью поглощать и отдавать тепло, климат Земли оказался бы непригодным для существования человека. В высоких широтах тогда царил бы нестерпимый холод, а в низких — солнце испепелило бы все живое.
Благодаря наземному Мировому океану атмосфера представляет собой надежное теплое одеяло, укрывающее тело планеты и защищающее его от космического холода. Подземный океан снабжает Землю теплом из внутренних источников планеты.
Страницы: 1 2 3