Специалисты одного из крупнейших технологических учреждений города Токио провели подробный анализ структуры воды. По итогам исследования было выяснено, что особенности жидкости определяются зависимостью двух фазисных состояний. Результаты научной работы указывают на то, что японцы разобрались в причинах уникальности свойств воды первыми — до этого ученым удавалось лишь немногим приблизиться к решению важнейшей загадки.
Биологические особенности
Физические свойства воды кардинально отличаются от большинства известных науке жидкостей. К примеру, способность к расширению при замерзании и снижение вязкости при сжатии являются ее главными отличительными чертами.
К специфичным характеристикам также относятся:
- высокий процентный показатель поверхностного натяжения;
- максимально возможная температура кипения;
- наивысшая степень электрического сопротивления;
- повышенная кислотность при смешивании с углекислым газом;
- уникальные агрегатные состояния: жидкое, твердое и газообразное.
Особенные свойства воды нашли широкое применение во многих технических науках: от медицины и энергетики, до космонавтики и пищевой промышленности. Несмотря на важность особенностей, подробности, позволяющие в полной мере понять, как устроена ее уникальность, долгое время не были изучены.
Исходя из недавно проведенного исследования, ученые из университета промышленных наук Токио все же смогли продвинуться в изучении строения жидкости.
Подробности открытия
Токийские специалисты в сфере промышленных наук выявили, что структура воды определяется далеко не хаотичным строением, как это предполагалось ранее. Результаты исследований показали, что жидкость имеет точную структурированную диаграмму, сходную со строением твердых фаз.
Учеными была спроектирована специальная модель, позволяющая рассмотреть жидкое агрегатное состояние воды в качестве системы, состоящей из отдельных фаз. Первая определяет хаотичный порядок строения, включающий так называемую вращательную симметрию относительно других молекул. При этом вторая фаза сорганизована не только тетраэдральным построением, она также находится в неравновесном молекулярном состоянии, которое использует термодинамические изменения.
Взаимодействие выявленных фаз объясняется физическим значением лямбда (λ), научная оценка которого представляет шкалу измерения соразмерной силы между простыми и тетраэдрическими молекулярными элементами. Исходя из этого, повышение параметра λ определяет упорядоченность основной структуры.
Хотя рассчитанная модель и выглядит достаточно простой, при правильных расчетах она способна предсказать уникальное поведение воды в качестве используемой жидкости.
При этом важно понимать, что обнаруженная зависимость двух фазисных состояний не является линейной, а максимальная отметка влияния составляет λ = 23,15.
Научная значимость
Соотношение макроскопических свойств жидкости, таких как способность к расширению или вязкости вместе с микроскопическими элементами, является довольно важным достижением в современной науке.
Помимо теоретической значимости, подробное понимание структуры воды в рамках практического применения позволит разработчикам фильтров сделать очистительные системы еще более эффективными, чем это было ранее.