Жидкая вода может существовать в двух разных формах

Международная группа физиков обнаружила, что в жидкой воде уживаются две разных воды.

Вода — наверное, самая удивительная жидкость из всех, что нам известны. Новые исследования об уникальных физических свойствах воды появляются по нескольку раз в год, а список их состоит уже из семидесяти пунктов. Некоторые из них широко известны — как, например, тот факт, что при замерзании вода расширяется, в то время как все другие жидкости сжимаются. Плёнка поверхностного натяжения воды прочнее, чем у всех остальных известных жидкостей, кроме жидкой ртути. У всех молекулярных соединений водорода температура кипения повышается с ростом молекулярной массы: у гидрида теллура она, например, ниже, чем у гидрида серы, и только вода — гидрид кислорода — выбивается из графика.

Со школы мы помним, что вода может существовать в трёх агрегатных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном. Но на самом деле всё несколько сложнее. На самом деле существует четвёртое, плазмаподобное состояние — как, например, в атмосфере планеты Gliese 1214 b.

С твёрдым состоянием воды тоже всё не так просто. Тот лёд, который сковывает реки и плавает в стакане виски — это кристаллическая вода; молекулы в ней строго упорядочены, и этот порядок можно наблюдать во всём объёме льда. Но, как и многие другие субстанции, в твёрдом состоянии имеющие кристаллическую структуру, при резком охлаждении вода превращается в вещество без кристаллической решётки — аморфный лёд, напоминающий стекло. Существует три разновидности аморфного льда: низкой, высокой и очень высокой плотности.
Факт существования аморфного льда с разной плотностью долгое время не поддавался объяснению. Одна из рабочих гипотез звучала так: два варианта льда существуют, потому что существует два варианта жидкой воды. Дискуссиям на эту тему положило конец исследование физиков из Австрии, Германии, США и Швеции.

Эксперименты в Аргоннской национальной лаборатории в Чикаго позволили доказать, что жидкая вода существует одновременно в двух разных состояниях, а измерения, выполненные в Рентгеновской лаборатории в немецком центре исследования физики частиц DESY позволили измерить расстояния между молекулами в этих состояниях и описать физические свойства обоих.

Эти два состояния характеризуются разной вязкостью и плотностью. Плотность — это количество вещества в объёме, а вязкость — это свойство текучего тела препятствовать движению внутри себя. Бензин очень вязкий, а у спирта вязкость сравнительно низкая. Как объясняют авторы исследования порталу ScienceDaily, оба состояния воды можно обнаружить в жидкой воде при комнатной температуре.

Статья об исследовании опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

https://www.popmech.ru/