Міцність води не поступається сталі
2012-11-30
Вода має багато незвичайних властивостей, включаючи і здатність містити в собі різноманітні метали. Очистити рідину від сторонніх домішок допоможуть фільтри для води, залізо та інші елементи таким чином відфільтровуються, залишаючи кристально чисту воду. Серед унікальних властивостей вологи окремої розмови вимагає її досить високий поверхневий натяг 0,073 Н/м2 при 20°С. Перевершує ці показники лише ртуть. Виявляється ця властивість у тому, що вода завжди прагне стягнути та по можливості скоротити власну поверхню. І це, незважаючи на те, що вона покірно набуває будь-якої форми ємності, в яку її наллють. Рідина тільки на вигляд здається безформною. Насправді ж, сила поверхневого натягу змушує її молекули, що містяться у зовнішньому шарі, міцно зчіплюватись, створюючи таким чином пружну зовнішню оболонку. Властивості цієї плівки визначаються водневими зв'язками, як замкнутими, так і розімкненими, а також асоціатами різноманітної структури та вільного ступеня впорядкованості.
Завдяки саме цій оболонці, що створюється на поверхні, деякі предмети, які важчі за воду, не падають каменем на дно при зануренні у воду. Як приклад можна розглянути голку, обережно покладену плашмя. Більшість комах (ногохвістки, водомірки) спокійно пересувається прямо по воді, сідають і злітають з неї, немов із твердої опори. Крім цього, живі істоти використовують навіть внутрішній бік водної гладі.Так, личинки комарів кріпляться до неї за допомогою спеціальних щетинок, а мініатюрні равлики – котушки та ставки та – примудряються повзати по ній, вишукуючи видобуток.
Підвищений поверхневий натяг дає волозі можливість набувати форми кулі у вільному падінні або ж у невагомому стані. Саме ця геометрична форма має мінімальну для даного обсягу поверхню. Інший цікавий факт – струмінь ідеально чистої води перетином 1 см2 має таку ж міцність на розрив, як і сталь з такими параметрами. Водний струмінь хіба що «цементується» завдяки силі поверхневого натягу.
У поведінці рідини в капілярах задіяні і складніші фізичні закономірності. Автор численних наукових праць, Сент-Дьєрдьї, стверджував, що у вузьких капілярах утворюються упорядковані структурою шари води, розташовані поблизу твердої оболонки. Структурування здатне поширюватися в глибину рідкої фази на десятки та сотні молекул. Ці структурні особливості рідини в капілярних системах дозволяють говорити про капілярному вигляді води. У природі цю якість можна розглянути на прикладі «порової» вологи, де найтонша плівка вистилає поверхню різних порожнин, тріщин порід, пір і мінералів кори землі. Цікаво, що міжмолекулярні контакти води із поверхнею твердих тіл досить добре розвинені. А якщо брати до уваги особливості структурної впорядкованості, то можна дійти висновку, що саме ці фактори і є причиною замерзання порової рідини при низькій температурі. Проведені дослідження з цієї теми показали, що під час замерзання пов'язаної води мають місце як зміни водних властивостей, іншими стають і властивості гірських порід, із якими відбувається безпосередній контакт.
Більш ретельне вивчення порової води дозволить відповісти вченим на багато питань, що стосуються практичного значення, а також уточнить закономірності та умови формування підземних джерел води всередині кристалічних масивів. Володіючи цими знаннями, можна буде прогнозувати набухання ґрунтів на магістралях доріг, шахтах, а також на меліоративних об'єктах. Результати дослідження можуть виявитися корисними і щодо таємниць атмосферних явищ. Адже на великій висоті дрібні водяні крапельки здатні переносити переохолодження в десятки градусів, залишаючись при цьому в рідкому стані.
Коментарі
Поки що немає коментарів