Свойства и структура воды
Свойства и структура воды
Страница 9

Еще более удивительное и не менее неожиданное свойство воды – это изменение ее плотности в зависимости от изменения температуры. Все вещества (кроме висмута) по мере повышения температуры увеличивают свой объем и уменьшают плотность. На интервале от +4° С и выше вода увеличивает свой объем и уменьшает плотность, как и другие вещества, но начиная с +4° С и ниже, вплоть до точки замерзания воды, плотность ее вновь начинает падать, а объем расширяться, и в момент замерзания происходит скачок, объем воды расширяется на 1/11 от объема жидкой воды.

Исключительное значение такой аномалии всем достаточно понятно. Если бы этой аномалии не было, лед не смог бы плавать, водоемы промерзали бы зимой до дна, что было бы катастрофой для всего живущего в воде. Впрочем, это свойство воды не всегда приятно для человека – замерзание воды в водопроводных трубах приводит к их разрыву.

Существует много других аномалий воды, например, температурный коэффициент расширения воды на интервале от 0 до 45° С увеличивается с ростом давления, а у других тел обычно наоборот. Аномальны также теплопроводность, зависимость диэлектрической проницаемости от давления, коэффициент самодиффузии и многие другие свойства.

Возникает вопрос, чем же объяснить эти аномалии?

Путь к объяснению, возможно, лежит в выявлении особенностей структур, образуемых молекулами воды при различных агрегатных (фазовых) состояниях, связанных с температурами, давлениями и другими условиями, в которых находится вода. К сожалению, единство во взглядах на этот вопрос отсутствует. Большая часть современных исследователей придерживается мнения о двухструктурной модели воды, согласно которой вода представляет собой смесь:

1) рыхлой льдоподобной и

2) плотно упакованной структур.

Кристаллы льда относятся к гексагональной сингонии, т. е. они имеют форму шестигранных призм (гексагонов). В структуре льда каждая молекула воды окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами, находящимися от нее на одинаковом расстоянии. Таким образом, каждая молекула воды обладает координационным числом.

Молекулы воды располагаются так, что они соприкасаются разноименными полюсами (заряженными положительно и отрицательно). В структуре льда типа тридимита расстояние между молекулами 4,5 А, а в структуре типа кварца – 4,2 А. В первом случае это вода тающего льда с температурой около 0° С. Во втором случае более плотная упаковка молекул воды предполагается при температуре около +4° С.

Таинственное расширение воды примерно на 10% при замерзании объясняется быстрой сменой плотно упакованной структуры на ажурную, рыхлую. В структуре льда из-за низкого координационного числа много пустот, которые даже больше самих молекул воды. Каждая пустота ограничена 6-ю молекулами воды, и в то же время вокруг каждой молекулы воды в структуре льда имеется 6 центров пустот.

Страницы: 5 6 7 8 9 10 11 12 13

ЭНГИЕНСКИЙ ГЕРЦОГ (герцог Ангиенский) (duс d'Enghien) Луи Антуан (1772-1804) , французский принц, представитель боковой ветви Бурбонов (дома Конде). С начала Французской революции кон. 18 в. - в эмиграции. Заподозренный Наполеоном Бонапартом в намерении занять французский престол, был вывезен в 1804 отрядом французских драгун во Францию; обвинен в участии в заговоре Ж. Кадудаля, расстрелян.

ЖЕНЕВСКИЕ СОГЛАШЕНИЯ 1954 об Индокитае , приняты на совещании министров иностранных дел СССР, КНР, Великобритании, США и Франции (Женева, 26 апреля - 21 июля; в подготовке соглашений участвовали также представители ДРВ, Камбоджи, Лаоса и Юж. Вьетнама). Положили конец длившейся с сентября 1945 войне Франции против Вьетнама, Лаоса и Камбоджи.

НОГАТА (от араб . накд - полноценная, отборная монета), денежная единица Др. Руси (10-15 вв.). В 11 в. 1 ногата равнялась 1/20 гривны и 1,25 куны, с 12 в. - 1/20 гривны и 2,5 куны.