Фізики виявили, що вода перетворюється на лід за дуже високої температури: яким чином
Фізики виявили, що вода перетворюється на лід за дуже високої температури: яким чином
1 вересня 2024 року
кафедра аналітичної і біонеорганічної хімії та якості води
Вчені з'ясували, що вода може перетворитися на кристали льоду в дуже екстремальних умовах.
Під час експерименту фізики імітували умови, які є глибоко в надрах планет, і виявили, що рідина може перетворитися на лід навіть за надзвичайно високих температур. Результати дослідження опубліковані в журналі Physics of Fluids, пише New Scientist.
Вчені стискали дуже гарячі рідини, щоб з'ясувати, як вони поводяться в екстремальних умовах, наприклад, у надрах планет. Фізики хотіли з'ясувати, як змінюється щільність рідини при дуже високій температурі і тиску і для цього вони використовували алмази і лазери.
Фізики стиснули кілька рідин, включно з водою, метаном і етаном, у крихітній камері. При цьому кожна рідина була поміщена між двома крихітними алмазами і нагріта до температури 240 градусів Цельсія. Стиснення між алмазами призвело до створення тиску, який був приблизно в 120 тисяч разів сильнішим за атмосферний тиск на Землі.
На подив фізиків, вони виявили, що навіть при дуже високій температурі вода перетворитися на крижаний кристал, якщо тиск також дуже великий. Екстремальний тиск змусив атоми води зв'язатися один з одним і створити тверду речовину. Подібне фізики виявили і в експериментах з метаном та етаном.
За словами вчених, результати дослідження можуть дати уявлення про те, як поводяться резервуари води, що знаходяться глибоко в надрах Землі та інших планет, де вони можуть впливати на сейсмічну активність.
Щоб визначити щільність дуже гарячих рідин за високого тиску, фізики спрямували лазер у камеру. Вони змогли отримати значення щільності кожної рідини завдяки тому, як світло заломлюється, коли воно проходить через камеру.
Автори дослідження кажуть, що, хоча фізики добре розуміються на тому, як вивчати тверді тіла при екстремальних тисках і температурах, існує прогалина в експериментальних методах і математичних теоріях для вивчення таких поширених рідин, як вода.
Новий експеримент задовольняє цілком реальну потребу у вимірах властивостей рідин, які потім можна буде використовувати в інших експериментах.
У майбутньому фізики хочуть створити ще кращі імітації надр планет, зокрема Юпітера і Сатурна, заповнивши свою камеру рідким воднем, щоб провести новий експеримент із ще вищою температурою і тиском.
