Физика и химия аномальных свойств воды

При этой температуре вода имеет наибольшую плотность и наименьший объем. Дальнейшее охлаждение воды постепенно приводит уже не к уменьшению, а к увеличению объема. Плавность этого процесса вдруг прерывается и при 00С происходит резкий скачок увеличения объема почти на 10 %! В это мгновение вода превращается в лед.

Все термодинамические свойства воды заметно или резко отличаются от других веществ.

Наиболее важная из них — удельная теплоемкость. Аномально высокая теплоемкость воды делает моря и океаны гигантским регулятором температуры нашей планеты, в результате чего не происходит резкого перепада температур зимой и летом, днем и ночью. Континенты,

расположенные вблизи морей и океанов, обладают мягким климатом, где перепады температуры в различные времена года бывают незначительными.

Мощные атмосферные потоки, содержащие огромное количество теплоты, поглощенной в процессе парообразования, гигантские океанические течения играют исключительную роль в создании погоды на нашей планете.

При нагревании любого вещества теплоемкость неизменно повышается. Да, любого вещества, но не воды. Вода — исключение: с повышением температуры изменение теплоемкости воды аномально: от 0 до 370С она понижается и только от 37 до 1000С теплоемкость все время растет (рис.3).

Рис.3. Температурная зависимость удельной теплоемкости воды.

В пределах температур, близких к 370С, теплоемкость воды минимальна. А ведь эти температуры — область температур человеческого тела, область нашей жизни. Физика воды в области температур 35 — 410С (пределы возможных, нормально протекающих физиологических процессов в организме человека) констатирует вероятность достижения уникального состояния воды, когда массы квазикристаллической[1] и объемной воды равны друг другу и способность одной структуры переходить в другую — их вариабельность — максимальная.

Это замечательное свойство воды предопределяет равную вероятность течения обратимых и необратимых биохимических реакций в организме человека и обеспечивает «легкое управление» ими.

Общеизвестна исключительная способность воды растворять любые вещества.

И здесь вода демонстрирует необычные для жидкости особенности. Это связано с тем, что ее диэлектрическая постоянная (или диэлектрическая проницаемость) очень велика и составляет 81, в то время как для других жидкостей она не превышает 10. В соответствии с законом Кулона сила взаимодействия двух заряженных частиц в воде будет в 81 раз меньше, чем, например, в вакууме, где эта характеристика равна единице. В этом случае прочность внутримолекулярных связей уменьшается в 81 раз и под действием теплового движения молекулы вещества в воде диссоциируют с образованием ионов. Необходимо отметить, что из-за исключительной способности растворять все вещества вода никогда не бывает идеально чистой.

Следует упомянуть еще об одном удивительном свойстве воды — исключительно высоком поверхностном натяжении. Из всех известных жидкостей только ртуть имеет более высокое поверхностное натяжение.

Это проявляется в том, что вода всегда стремиться сократить свою поверхность.

Некомпенсированные межмолекулярные силы наружного (поверхностного) слоя воды, вызванные квантово-механическими причинами, создают внешнюю упругую пленку. Благодаря пленке многие предметы, будучи тяжелее воды, не погружаются в воду. Если, например, стальную иголку осторожно положить на поверхность воды, то иголка не тонет. А ведь удельный вес стали почти в восемь раз больше удельного веса воды! Всем известна форма капли воды. Высокое поверхностное натяжение позволяет воде иметь шарообразную форму при ее свободном падении.

Поверхностное натяжение и смачивание являются основой особого свойства воды и водных растворов, названного капиллярностью. Капиллярность имеет огромное значение для жизни растительного, животного мира, формирования структур природных минералов и плодородия земли. В каналах, которые во много раз уже человеческого волоса, вода приобретает удивительные свойства. Она становится более вязкой, уплотняется в 1,5 раза.

Причиной сверханомальности капиллярной воды являются межмолекулярные взаимодействия, тайны которых еще далеко не раскрыты.

Ученым и специалистам известна так называемая поровая вода. В виде тончайшей пленки она устилает поверхность пор микрополостей пород и минералов земной коры и других объектов живой и неживой природы.

Связанная межмолекулярными силами с поверхностью других тел, эта вода, как и капиллярная вода, обладает особой структурой.

Наши исследования позволяют заключить, что динамический контакт воды со специально подобранными минералами может целенаправленно менять ее структуру и биологические свойства. На этом мы подробно уже останавливались в предыдущих работах.

Приведенные и не упомянутые из-за ограниченного объема брошюры другие аномальные и специфические свойства воды играют, как мы убедились, ключевую роль в ее многообразном взаимодействии с живой и неживой природой.

Необходимо особо подчеркнуть, что все эти необычные особенности свойств воды настолько «удачны» для всего живого, что делает воду незаменимой основой существования жизни на Земле.

Что же предопределяет эти замечательные свойства воды? За все отвечает молекула воды.

Написать ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *