Miért van a víz a lyuk meleg
Az a tény, hogy a víz hőmérséklete a jég alatt mélységben tavak és folyók nulla feletti 4 fokkal ismert, hogy sok, de, amint azt a vita az egyes fórumokon, hogy nem minden az okát ennek a jelenségnek. Előfordul, hogy a hőmérséklet-emelkedés társított nyomását vastag jeges vizet, és a változás kapcsolatban a víz fagyáspontja. De a legtöbb ember, akik sikeresen fizikát tanult iskolában, magabiztosan azt mondják, hogy a mélység a vízhőmérséklet kapcsolódik a jól ismert fizikai jelenség - a változás a víz sűrűsége a hőmérséklettel. A hőmérséklet + 4 ° C-on a friss víz feltételezi a legnagyobb sűrűsége.
A hőmérséklet közel 0 ° C-on vízben kevésbé sűrűvé válik, és könnyebb. Ezért, amikor a hűtővíz a tározó legfeljebb +4 ° C-on konvekciós keverési vízzel leáll, annak további hűtés történik csak rovására hővezetési (mivel ez a víz nem túl magas) és víz hűtés folyamatok drámaian lelassult. Még a súlyos fagyok mély folyó alatt egy vastag jég és hideg víz réteg mindig lesz víz hőmérséklete 4 ° C-on Freeze az aljára egy sekély tavak és tavak.
Úgy döntöttünk, hogy megtudja, miért, amikor a hűtővíz viselkedik olyan furcsán. Kiderült, hogy a teljes magyarázat erre a jelenségre még nem találtak. Meglévő hipotézisek még nem találták kísérleti igazolását. Azt kell mondanom, hogy a víz - nem az egyetlen olyan anyag, amely egy tulajdonságot hűtés hatására kitágul. Ez a viselkedés az is jellemző bizmut, gallium, szilícium, és antimon. Azonban ez a víz okozza a legnagyobb érdeklődés, mivel ez az anyag, nagyon fontos az emberi élet, és az összes növény- és állatvilágot.
Az egyik elmélet - megléte kétféle víz magas és alacsony sűrűségű nanostruktúrák, amelyek változnak a hőmérséklettel, és generál egy abnormális változás a sűrűség. Tanulmányozó tudósok folyamatok túlhűtött olvadék előadott a következő magyarázatot. Amikor hűtőfolyadék az olvadási hőmérséklet alatt, belső energiája csökken a rendszer, a mobilitás a molekulák csökken. Ugyanakkor, ez megerősíti az intermolekuláris kötést tartalmaz, amelyek formája a különböző szupramolekuláris részecskék. Kísérletek a tudósok túlhűtött folyadék o_terfenilom arra utalnak, hogy a túlhűtött folyadék idővel lehet generált dinamikus „rács” a sűrűbben molekulák. Ez a rács cellákra van felosztva (terület). Molekuláris újracsomagoláson a sejt belsejében meghatározott forgási sebessége a molekulák, és nagyon lassú átrendeződés rács változásához vezet a sebesség az idő múlásával. Valami hasonló történik vele a vizet.
Azonban, a termikus rezgések vízmolekulák és a más molekulákkal való kölcsönhatás klaszteren kívüli megakadályozza az ilyen kombináció, elutasító értéke a hidrogénkötés szögének 109,47 fok egyensúlyi érték. Valahogy számszerűsíteni a folyamat szögletes deformáció, Matsumoto és munkatársai feltételezték létezését víz a háromdimenziós mikrostruktúrákat hasonlító üreges konvex poliéderek. Később, a következő kiadványok, például mikrostruktúrákat hívják vitritami. Ezek a tetejét a vízmolekula, hogy milyen szerepet játszik a hidrogén ragasztási élek, és az a szög közötti hidrogénkötések - közötti szög a bordák in vitro.
Matsumoto Az elmélet szerint, van egy óriási különböző formák vitritov amelyek mozaik elemek alkotják a nagy részét a víz szerkezetét, és amely így egyenletesen kitöltse a teljes térfogatának.
Ábra tipikus hat vitritov képező belső szerkezetét a víz. Balls megfelelnek a vízmolekulák, a szegmensek közötti a golyók képviseli hidrogénkötéseket. Ábra. a cikkből Masakazu Matsumoto, Akinori Baba és Iwao Ohminea.
A vízmolekulák hajlamosak létrehozni a vitritah tetraéderes szögek, mint vitrity kell a lehető legkisebb energia. Azonban, mivel a termikus mozgások és a helyi kölcsönhatások más vitritami néhány vitrity vegye strukturális egyensúlyi konfiguráció, amely lehetővé teszi az egész rendszert, hogy a legkisebb energia értéke között lehetséges. Ezek nevű frusztrált. Ha nem csalódott vitritov maximális térfogata az üreg ezen a hőmérsékleten, majd vitrity frusztrált, éppen ellenkezőleg, a lehető legkisebb térfogatot. Számítógépes szimulációk végzett Matsumoto, azt mutatta, hogy az átlagos mennyisége az üregek vitritov növekvő hőmérséklettel csökken a lineáris módon. Ugyanakkor csalódott vitrity jelentősen csökkenti azok mennyisége, miközben a térfogata az üreg nem csalódott vitritov szinte változatlan.
Így, a tömörítés a víz hőmérséklete emelkedik, a tudósok szerint, okozza a két versengő hatások - egy kiterjesztése a hidrogénkötések, amelyek növekedését eredményezi a víz térfogata, és a csökkenés a üregek frusztrált vitritov. A hőmérséklet-intervallum 0 és 4 ° C-on Ez utóbbi jelenség számítások azt mutatták, uralkodik, ami végső soron a megfigyelt kompressziós növekvő víz hőmérséklete.
Ez a magyarázat alapja eddig csak a számítógépes szimuláció. Kísérletileg azt nagyon nehéz megerősíteni. Vizsgálata érdekes és szokatlan tulajdonságai víz folytatódik.