Переохлажденная вода остается жидкой ниже 0С.
Переохлажденная вода может оставаться жидкой при температуре значительно ниже 00С. Это состояние воды на сегодняшний день является интересным направлением для научных исследований. Ученые бразильского штата Сан-Паулу разработали теоретическую модель, которая показывает, что в переохлажденной воде существует еще одна критическая точка. В этой точке такие свойства воды, как тепловое расширение и сжимаемость, проявляют аномальное поведение.
Профессор факультета физики Института геологии и точных наук ЮНЕП Мариано де Соузо утверждает, что у воды существует вторая критическая точка. Эта точка аналогична точке перехода воды из жидкого состояния в газообразное. Это переход происходит при температуре 3740С и давлении около 22 МПа.
Переохлажденная вода. Фазовая диаграмма состояния.
Жидкая и газовая фазы сосуществуют в воде примерно при 3740С. Наблюдать это экзотическое явление можно, например, в скороварке. В этот момент, (в этой точке) термодинамические свойства воды начинают принимать аномальное поведение. По этой причине данный точка называется «критической».
В случае же с переохлажденной водой также сосуществуют две фазы, но обе фазы являются жидкими. Одна из них более плотная, другая — менее. Если система продолжает охлаждаться ниже 00С, на фазовой диаграмме появляется точка, в которой стабильность этих двух фаз нарушается, и вода начинает кристаллизоваться. Это критическая точка, была теоретически определенна недавним исследованием.
Исследование показывает, что вторая критическая точка находится в диапазоне 180К [приблизительно -930С]. Выше этой точки может существовать жидкая вода. Это и есть переохлажденная вода.
Самое интересное, что теоретическая модель, которую разработали для воды, может быть применена ко всем системам, которые могут находиться в двух энергетических состояниях. Например, это относится к сверхпроводящей системе на основе железа, в которой существует нематическая фаза [с молекулами, ориентированными параллельными линиями, но не расположенными в четко определенных плоскостях]. Эта теоретическая модель возникла в результате нескольких экспериментов с тепловым расширением при низких температурах, проведенных в исследовательской лаборатории Института геологии и точных наук ЮНЕП.
Mодель получили путем уточнения параметра Грюнейзена, названного в честь немецкого физика Эдуарда Грюнейзена. Проще говоря, этот параметр описывает влияние изменений температуры и давления на кристаллическую решетку.
Анализ параметров Грюнейзена и псевдо-Грюнейзена может быть применен для исследования критического поведения в любой системе, которые могут находиться в двух энергетических состояниях. Достаточно внести соответствующие коррективы в критические параметры в соответствии с интересующей системой.