Суу деталдуу изилдөөнү талап кылган адаттан тыш зат. Бул укмуштуудай зат женунде советтик академик И. Суунун физикалык касиеттериндеги кандай аномалиялар өзгөчө кызыгууну туудурат? Бул суроого жоопту чогуу издейбиз.
Кызыктуу фактылар
Биз "суу" деген сөздүн мааниси жөнүндө сейрек ойлонобуз. Биздин планетада жалпы аянттын 70%тен ашыгын дарыялар жана көлдөр, деңиздер жана океандар, айсбергдер, мөңгүлөр, саздар, тоо чокусундагы карлар, ошондой эле түбөлүк тоңдор ээлейт. Мынчалык чоң көлөмдөгү сууга карабастан, анын 1% гана ичүүгө болот.
Биологиялык мааниси
Адамдын денеси 70-80% суудан турат. Бул зат бардык маанилүү процесстердин агымын камсыз кылат, атап айтканда, анын аркасында, андан токсиндер алынып, клеткалар калыбына келтирилет. Суунун тирүү клеткадагы негизги кызматыструктуралык жана энергетикалык болуп саналат, адам организминде анын сандык мазмуну азайганда, ал "кичирейет".
Тирүү организмде H2Oсуз иштей турган мындай система жок. Суунун аномалияларына карабастан, бул жылуулуктун көлөмүн, массасын, температурасын, бийиктигин аныктоочу стандарт.
Негизги түшүнүктөр
H2O - суутек кычкылы, анын курамында массасы боюнча 11,19% суутек, 88,81% кычкылтек бар. Бул жыты да, даамы да жок түссүз суюктук. Суу өнөр жай процесстеринин маанилүү компоненти.
Биринчи жолу бул зат 18-кылымдын аягында Г. Кавендиш тарабынан синтезделген. Окумуштуу кычкылтек менен суутектин аралашмасын электр жаа менен жардырган. Г. Галилей биринчи жолу 1612-жылы муз менен суунун тыгыздыгынын айырмасын талдаган.
1830-жылы француз окумуштуулары П. Дюлонг жана Д. Араго тарабынан буу машинасы жасалган. Бул ачылыш каныккан буу басымы менен температуранын ортосундагы байланышты изилдөөгө мүмкүндүк берди. 1910-жылы америкалык окумуштуу П. Бридгман жана немис Г. Тэмман жогорку басымдагы музда бир нече полиморфтук модификацияларды ачышкан.
1932-жылы америкалык окумуштуулар Г. Урей жана Э. Уошберн оор сууну ачышкан. Бул заттын физикалык касиеттериндеги аномалиялар жабдууларды жана изилдөө ыкмаларын өркүндөтүүнүн аркасында табылган.
Физикалык касиеттердеги кээ бир карама-каршылыктар
Таза суу тунук, түссүз суюктук. дан суюктукка айланганда анын тыгыздыгыкатуу зат көбөйөт, бул суунун касиеттеринин аномалиясын көрсөтөт. Аны 0дөн 40 градуска чейин ысытуу тыгыздыктын өсүшүнө алып келет. Жогорку жылуулук сыйымдуулугу суунун аномалиясы катары белгилей кетүү керек. Кристалдашуу температурасы 0 градус Цельсий жана кайноо температурасы 100 градус.
Бул органикалык эмес бирикменин молекуласы бурчтук түзүлүшкө ээ. Анын ядролору эки протону жана чокусунда кычкылтек атому бар тең жактуу үч бурчтукту түзөт.
Тыгыздык аномалиялары
Окумуштуулар H2Oнун кыркка жакын өзгөчөлүгүн аныктай алышты. Суу аномалиялары кылдат кароого жана изилдөөгө татыктуу. Окумуштуулар ар бир фактордун себептерин түшүндүрүп, ага илимий түшүндүрмө берүүгө аракет кылып жатышат.
Суунун тыгыздыгынын аномалиясы бул заттын максималдуу тыгыздык маанисине ээ болушунда +3, 98°Cден башталат. Кийинки муздатуу менен суюктуктан катуу абалга өтүү менен тыгыздыктын төмөндөшү байкалат.
Башка кошулмалар үчүн суюктуктардагы тыгыздык температуранын төмөндөшү менен төмөндөйт, анткени температуранын жогорулашы молекулалардын кинетикалык энергиясынын көбөйүшүнө шарт түзөт (алардын кыймылынын ылдамдыгы жогорулайт), бул заттын ийкемдүүлүгүнүн жогорулашына алып келет.
Суунун мындай аномалияларын эске алуу менен, температуранын жогорулашы менен ал ылдамдыктын да жогорулай турганын белгилей кетүү керек, бирок тыгыздык жогорку температурада гана төмөндөйт.
Муздун тыгыздыгы азайгандан кийин ал суунун бетинде болот. Бул кубулушту кристаллдагы молекулалардын мейкиндик мезгилдүүлүгүнө ээ болгон регулярдуу түзүлүшкө ээ болушу менен түшүндүрүүгө болот.
Эгер жөнөкөй кошулмалардын молекулалары кристаллдарга бекем жыйылган болсо, анда зат эрип кеткенден кийин мыйзамдуулук жоголот. Ушундай эле көрүнүш молекулалар бир топ аралыкта жайгашканда гана байкалат. Металлдарды эритүү учурунда тыгыздыктын төмөндөшү 2-4%га бааланган анча маанилүү эмес. Суунун тыгыздыгы муздан 10 пайызга ашат. Ошентип, бул суунун аномалиясынын көрүнүшү. Химия бул кубулушту диполдук түзүлүш, ошондой эле коваленттик полярдык байланыш менен түшүндүрөт.
Кысылуу аномалиялары
Суунун өзгөчөлүктөрү жөнүндө сөздү уланталы. Бул адаттан тыш температура жүрүм-туруму менен мүнөздөлөт. Анын кысылышы, башкача айтканда басымдын жогорулашы менен көлөмүнүн азайышы суунун физикалык касиеттериндеги аномалиянын мисалы катары каралышы мүмкүн. Бул жерде кандай өзгөчөлүктөр белгилениши керек? Башка суюктуктарды басым астында кысуу бир топ жеңил жана суу мындай мүнөздөмөлөрдү жогорку температурада гана алат.
Жылуулук сыйымдуулугунун температуралык аракети
Бул аномалия суу үчүн эң күчтүү аномалиялардын бири. Жылуулук сыйымдуулугу температураны 1 градуска көтөрүү үчүн канча жылуулук керек экенин айтат. Көптөгөн заттар үчүн эрүүдөн кийин суюктуктун жылуулук сыйымдуулугу 10 пайыздан ашпайт. Ал эми муз эригенден кийин суу үчүн бул физикалык чоңдук эки эсеге көбөйөт. заттардын эч бирижылуулук сыйымдуулугунун мындай жогорулашы катталган эмес.
Музда ысытуу үчүн ага берилген энергия көбүнчө молекулалардын кыймылынын ылдамдыгын жогорулатууга (кинетикалык энергия) сарпталат. Эригенден кийин жылуулук сыйымдуулугунун олуттуу өсүшү сууда жылуулук берүүнү талап кылган башка энергияны көп талап кылуучу процесстер жүрүп жатканын көрсөтөт. Алар жылуулук кубаттуулугун жогорулатуунун себеби болуп саналат. Бул көрүнүш суунун суюк агрегация абалына ээ болгон бүт температура диапазону үчүн мүнөздүү.
Буга айланганда аномалия жок болот. Учурда көптөгөн илимпоздор муздатылган суунун касиеттерин талдоо менен алектенишет. Ал 0°C кристаллдашуу чекитинен төмөн суюк бойдон калуу жөндөмүндө.
Сууну жука капиллярларда, ошондой эле полярдуу эмес чөйрөдө майда тамчылар түрүндө өтө муздатуу толук мүмкүн. Мындай кырдаалда тыгыздык аномалиясы менен эмне байкалат деген табигый суроо туулат. Суу өтө муздаган сайын суунун тыгыздыгы бир топ азаят, температура төмөндөгөн сайын муздун тыгыздыгына тенденцияланат.
Себептери
: «Суу аномалияларын атагыла жана алардын себептерин айтып бергиле» деп сураганда, аларды структураны кайра куруу менен байланыштыруу керек. Кандайдыр бир заттын түзүлүшүндөгү бөлүкчөлөрдүн жайгашуусу андагы бөлүкчөлөрдүн (атомдордун, иондордун, молекулалардын) өз ара жайгашуу өзгөчөлүктөрү менен аныкталат. Суутек күчтөрү суюктуктун кайноо жана эрүү чекиттеринин ортосундагы көз карандылыктан арылткан суу молекулаларынын ортосунда аракеттенет.агрегациянын суюк абалындагы башка заттарга мүнөздүү.
Электрондун тыгыздыгынын бөлүштүрүлүшүнүн өзгөчөлүгүнөн улам алар берилген органикалык эмес бирикменин молекулаларынын ортосунда пайда болот. Суутек атомдору белгилүү бир оң зарядга ээ, ал эми кычкылтек атомдору терс зарядга ээ. Натыйжада, суунун молекуласы кадимки тетраэдр формасына ээ. Окшош структура 109,5 ° байланыш бурчу менен мүнөздөлөт. Эң ыңгайлуу түзүлүш – кычкылтек менен суутектин бир сызыкта жайгашуусу, заряддары ар башка, ошондуктан суутек байланышы электростатикалык мүнөзгө ээ.
Демек, суунун адаттан тыш (аномалдуу) касиеттери анын молекуласынын өзгөчө электрондук түзүлүшүнүн натыйжасы.
Суунун эс тутуму
Суунун эс тутуму бар, энергияны топтоп, өткөрө алат, организмди виртуалдык маалымат менен азыктандырат деген пикир бар. Бул көйгөй менен көптөн бери жапон окумуштуусу Масару Эмото алектенген. Доктор Эмото изилдөөсүнүн жыйынтыгын “Суудан келген кабарлар” китебинде жарыялаган. Окумуштуулар эксперименттерди жүргүзүп, анда ал алгач бир тамчы сууну 5 градуста тоңдурган, андан кийин микроскоптун астында кристаллдардын түзүлүшүн анализдеген. Натыйжаларды жаздыруу үчүн ал камера курулган микроскопту колдонду.
Тажрыйбанын алкагында Масау Эмото сууга ар кандай жолдор менен таасир эткен, андан кийин кайра тоңдурган жана фотосүрөткө тарткан. Ал муз кристаллдарынын формасы менен музыканын ортосундагы байланышты ала алды.суу уккан. Таң калыштуусу, окумуштуу классикалык жана элдик музыканын жардамы менен эң гармониялуу кар бүртүкчөлөрүн жаздырган.
Заманбап музыканы колдонуу, Масаудун айтымында, сууну «булгайт», ошондуктан алар туура эмес формадагы кристаллдар болгон. Кызыктуу факты - япониялык окумуштуунун кристаллдардын формасы менен адамдын энергиясынын ортосундагы байланышты аныктоосу.
Суу - биздин планетада көп санда кездешүүчү эң укмуштуудай зат. Заманбап адамдын ишмердүүлүгүнүн кандайдыр бир чөйрөсүн элестетүү кыйын, ал активдүү катышпайт. Бул заттын ар тараптуулугу суунун тетраэдрдик түзүлүшүнөн келип чыккан аномалиялар менен аныкталат.
