Вода в жидком состоянии

Твердое, газообразное и жидкое состояние воды сменяют друг друга при разной температуре. Уникальная особенность – расширение при снижении градусов, когда большинство известных науке веществ при этом сжимаются. Другие свойства обусловливают перманентное наличие в составе жидкости солей и газов.

Вода в жидком состоянии

Жидкое состояние воды – одно из трех агрегатных состояний, присущих ей в естественных условиях, которые присущи только этому бинарному соединению.

И в этом его уникальность, благодаря которой обеспечиваются важнейшие функции – замкнутый круговорот воды в природе и существование жизни на планете:

• в твердое состояние вода переходит из жидкого под действием температуры, приобретая прочные взаимосвязи, сохраняя заданную форму, относительную прочность и твердость;
• из твердого она легко возвращается в жидкое, молекулы расположены близко, но они теряют строгую упорядоченность, приобретают форму сосуда или природной емкости, в которую попадают;
• пар, или газообразное состояние – беспорядочное движение молекул, удалившихся друг от друга на значительное расстояние и частично утратившие присущие им связи.

Процесс перехода воды из жидкого состояния в газообразное или твердое, происходит под влиянием температуры и давления. В температурном диапазоне от 0 до 100 градусов, она сохраняет основные свойства – текучесть, пластичность, способность к растворению.

Интересно, что пар присутствует не только при закипании, но и при замерзании, а на гидрофильной поверхности могут образовываться жидкие кристаллы, что не менее удивительно.

Интересно! Где и какая вода самая чистая

Виды воды в жидком состоянии

В популярных изданиях говорится о 2-х состояниях жидкой воды – чистой и смеси, называя структурные связи причиной аномальных свойств этого природного соединения. В некоторых научных исследованиях приводятся опыты, доказывающие, что она имеет разные физические и биологические свойства. Другие исследователи уверены, что причина этого – скорость прохождения химических реакций в реализации свойств жидкости, как природного растворителя. Это не доказывает, что существует разная вода, но говорит о существовании вариабельных структурных связей между молекулами.

Есть фазовые переходы, например – лед-вода или вода-лед, при которых сохраняются свойства обоих состояний, но это отдельные процессы – плавление или замерзание (иначе говоря, кристаллизация). Традиционное представление о трех агрегатных состояниях воды приобретает характер устойчивого заблуждения, если внимательно изучить наработки молекулярной физики и гидрологии.

Проведенные опыты и открытия пока выявили 14 разновидностей. Вода дифференцируется на питьевую и техническую, жесткую и мягкую, легкую, тяжелую и сверхтяжелую, пресную и морскую. Гипотеза, выдвинутая в прошлом столетии, предполагала, что, как и в твердом, в жидком и газообразном виде есть вариабельные состояния воды.

Относительно недавно произошло знаменательное событие – было подтверждено второе, присущее жидкости состояние: его существование позволило обнаружить компьютерное моделирование.

Сложность подтверждения этого открытия состояла в особенностях, свойственных первому, общеизвестному виду – замерзанию при 0 градусов и затвердеванию при -60 мороза.

Проведенные расчеты доказывали, что при высоком давлении (в несколько тысяч атмосфер, и при температуре -70 градусов) молекулы воды снова оказываются в жидком состоянии.

Комментарий эксперта. А. Жуков, физик, популяризатор.  Английский научный журнал опубликовал результаты эксперимента, в которых использовались фемтосекундные лазеры, инфракрасный – для нагревания воды, рентгеновский – для зондирования полученного состава. В течение ультракороткого времени на ледяных кристаллах фиксировались пузырьки, в которых была вода в жидком состоянии, какая – сказать сложно, потому что максимальное время ее существования — это 3 микросекунды. Главный результат этого эксперимента – подтверждение существования второго вида, ранее только предполагавшегося.

Есть предположение, что бинарное соединение может появляться и в земных условиях, нормальных, без высокого давления и аномально низкой температуры. Однако для его подтверждения, возможно, потребуются годы непрерывных исследований. Первый шаг к этому уже сделан, на момент выдвижения гипотезы в распоряжении ученых не было оборудования, способного ее визуализировать в практическом результате.

Свойства воды в жидком виде

Науке уже известны аномальные виды привычных агрегатных состояний – например, сверхкритическая вода, при переходе из газообразного в жидкое состояние. Для этого необходимо +373 градуса и давление в 220 бар. При этом она неспособна вернуться в стандартный вид, может растворять, как жидкость и как газ проходить через твердые субстанции. В тройной точке (она может находиться сразу в трех видах), при температуре 0,01°С и 0,0060366 атмосфер, переходит в любое из природных. Получить сухую субстанцию можно если смешать обычную жидкость с двуокисью кремния. Она была создана для косметологической промышленности более 50 лет назад, а сейчас ее рассматривают, как возможность поглощения углекислого газа, если транспортируются химикаты, его выделяющие.

Мгновенный переход воды из жидкого состояния – очень быстрое замораживание, дает аморфный лед, визуально напоминающий стекло, а на самом деле – жидкость, которая очень медленно движется. На Земле он встречается редко, но есть доказательства, что существует в космосе.

В земной природе есть в привычном состоянии, и ее особенности, физические, химические и биологические, давно изучены. Это наличие:

1. В молекуле дипольного момента, вектора, направленного к положительному заряду от отрицательного.
2. В жидкости – поверхностного натяжения, благодаря которому получаются капли, пленка на поверхности водоемов или сосудов.
3. Свойства растворять другие вещества, окружая его молекулы своими. Несколько небольших молекул Н2О могут окружить крупные, благодаря своему размеру.

Вязкость, электропроводность, тепловодность и даже радиоактивность присущи воде при разных условиях. Например, радиоактивность проявляется при наличии в ней частиц с такими свойствами. А вот вязкость уменьшается при высоком давлении и становится минимальной на глубине водоема в 6000 м.

Плотность воды в жидком состоянии максимальна при температуре +4 градуса. Это меньше, чем аналогичный показатель у льда, поэтому пресноводные водоемы не промерзают до дна, а ледяные айсберги плавают на поверхности океана.

Интересно! Сколько пить воды, чтобы похудеть

Температура воды в жидком виде

Химическое соединение остается в своем естественном состоянии при температуре от 0 до 100 градусов. Ниже нуля вода превращается в кристаллы или лед, больше 100 – в газ (пар). Однако есть теоретическое значение, определенное учеными – это -48°С, когда молекулы собираются в тетраэдры (происходит мгновенное структурное превращение). Температура воды во втором жидком состоянии – -70 градусов, но для этого необходимо очень высокое давление.

Есть и другие важные значения, например, температура замерзания соленой воды – почти -2 градуса. Она повышается, если соли немного, но уже при солености 37 г/кг равняется -2°С. Все в этом мире не аксиома, а научные знания, которые приобретаются со временем. Поэтому в 3-м классе дети учат цифры 0 и 100 градусов, а взрослые знают и другие значения.

Круговорот воды в природе

Гидросфера или водная оболочка Земли пребывает в непрерывных трансформациях, в которых принимают участие подземные, континентальные поверхностные водоемы и мировой океан. Вода непрерывно переходит из одного агрегатного состояния в другое, под действием температуры, давления и других природных условий. Испаряясь, она образует облака, затем снова, но уже в виде осадков, возвращается на землю.

Энергия и сила воды

Питьевая вода – основной источник энергии для человеческого организма. Проникая в клетки, она поставляет пищу и вырабатывает гидроэлектрическую энергию, заряжающую молекулы ПИФ. Эзотерики уверены, что она несет в себе божественную (первоэнергию). Есть гипотеза, что вода была первоэлементом, из которого образовалась земная жизнь.

Интересно! Температура закипания воды в разных условиях

Опасность воды

Категория, которую каждый, кто знает, как называется вода в жидком состоянии, трактуют по-разному. Одни говорят, что загрязненная жидкость может нанести вред организму, другие – что это источник природных катаклизмов, третьи вспоминают, что человек, не умеющий плавать, может утонуть в водоеме или даже в ванной. Можно упомянуть о том, что влага – причина коррозии металла, оползней, образования пустот, место проживание существ, способных навредить человеку или убить его своими приспособлениями, полученными в ходе естественной эволюции.

Врачи не рекомендуют пить воду из-под крана, так как она способна вызвать расстройство желудка. В ней могут быть возбудители различных болезней, например таких как:

• холера;
• диарея;
• тиф;
• гепатит А и др.

Загрязненная вода может вызвать:

• рак;
• неврологические расстройства;
• респираторные заболевания;
• сердечно-сосудистые патологии.

Вода, формула которой известна едва ли не каждому человеку на планете — это неорганическое соединение, бинарное по своей структуре (состоит из двух химических элементов), в природе встречается в трех видах, когда речь идет о нормальных условиях.