Vanduo yra vienas iš pamatinių Žemės darinių, kuris sudaro maždaug 60 proc. žmogaus kūno. Tačiau vanduo, pasirodo, yra keistesnis dalykas, nei mes galėjome įsivaizduoti, rašo „The Business Insider“.
© K.Šatūno nuotr.

Fizines vandens savybes tyrę mokslininkai nustatė, kad pašildytas iki 40-60 laipsnių Celsijaus vanduo pasiekia „pereinamąją temperatūrą“, kuomet tarsi „persijungia“ iš vienos skystosios būsenos į kitą.

Kaip cheminis elementas, vanduo yra labai svarbus Žemei. Tačiau mes nuvertiname tai, koks iš tiesų keistas jis yra. Visi mes esame įpratę žinoti, kad yra trys pagrindinės vandens būsenos – kieta, skysta ir dujinė. Tiesa, itin retomis aplinkybėmis gali susidaryti ir į plazmą panaši vandens būsena.

Tačiau daugeliu atveju senas geras vanduo gerokai skiriasi nuo kitų medžiagų mūsų planetoje.

Išskyrus gyvsidabrį, vandens paviršiaus įtemptis yra didžiausia iš visų skysčių. Vanduo taip pat yra viena iš kelių žinomų medžiagų, kurių kietoji forma gali plūduriuoti ant jų skystosios formos. Ir skirtingai nuo beveik visų žinomų medžiagų, vanduo šaldamas plečiasi.

Vandens taip pat yra labai keistas virimo taškas. Kitų hidridų, kaip vandenilio teliūridas ir vandenio sulfidas, virimo taškas mažėja, mažėjant jų molekulių dydžiui. O vandens virimo taškas yra stebėtinai aukštas tokiai mažai molekulinei masei.

„Niekas iš tiesų nesupranta vandens, – žurnale „Nature“ rašo Philipas Ballas. – Tikrai gėda pripažinti, tačiau du trečdalius mūsų planetos dengiantis dalykas yra tikra paslaptis. Dar blogiau yra tai, kad kuo labiau mes gilinamės, tuo daugiau problemų iškyla: naujos giluminės molekulinės skysto vandens sandaros analizės metodikos užmena dar daugiau mįslių.“

Kintančios būsenos

Dabar fizikai teigia, kad kažkur tarp 40 ir 60 laipsnių Celsijaus temperatūrų skystas vanduo ima „keisti“ būsenas ir demonstruoti visiškai kitokias savybes, priklausomai būsenos, į kurią virsta.

Norėdama tai suprasti tarptautinės komanda, kuriai vadovavo Oksfordo universiteto fizikė Laura Maestro, išanalizavo tam tikras specifines vandens savybes, kaip šilumos laidumas, lūžio rodiklis, laidumas, paviršiaus įtemptis ir dielektinė konstanta (ji parodo, kaip elektrinis laukas plinta per tam tikrą medžiagą), bei pažiūrėjo, kaip šie rodikliai svyruoja keičiant temperatūrą nuo nulio iki 100 laipsnių Celsijaus.

Kai vandens temperatūra pasiekė 40 laipsnių, rodikliai ėmė kisti iki pat 60 laipsnių. Kiekviena vandens savybė turėjo savo „pereinamąją temperatūrą“ šiame diapazone, ir mokslininkai mano, kad taip įvyko todėl, kad skystas vanduo perėjo į kitokią fazę.

Mokslininkai įvardijo kelias pereinamąsias temperatūras: maždaug 64 laipsniai šilumos laidumui, 50 laipsnių lūžio rodikliui, maždaug 53 laipsniai laidumui ir 57 laipsniai paviršiaus įtempčiai.

„Šie rezultatai patvirtina, kad 0-100 laipsnių Celsijaus diapazone skystame vandenyje pasireiškia daugelis šių savybių maždaug prie 50 laipsnių temperatūros“, – konstatuoja mokslininkai.

Silpni ryšiai

Taigi, kas vyksta? Kol kas nėra visai aišku, bet tas faktas, kad vanduo gali pereiti iš vienos skystosios formos į kitą tam tikroje temperatūroje gali paaiškinti, kodėl jis apskritai turi tiek daug neįprastų savybių.

Vandens molekules palaiko tik labai trumpalaikius tarpusavio ryšius, ir vandenilio atomų jungtys yra netgi silpnesnės už esančias tarp vandenilio ir deguonies atomų. Būtent dėl šios priežasties vandenilio atomų jungtys, jungiančios vandens molekules, nuolat nutrūksta ir vėl atsistato. Tačiau net ir šio chaoso metu egzistuoja tam tikros nustatytos struktūros ir „taisyklės“.

Fizikai mano, kad būtent tai ir suteikia vandeniui neįprastų savybių. Nors niekas galutinai nežino, kaip tai veikia.

„Visi sutaria, kad vienas aspektas, dėl kurio vandens molekulės struktūra skiriasi nuo kitų skysčių, yra besikeičiančios vandenilio atomų jungtys“, – sako Ph. Ballas.

Nors L. Maestro vadovautos komandos atlikto tyrimo rezultatus dar turi patikrinti nepriklausoma mokslininkų komanda, prieš mums skubant perrašyti vadovėlius ir pradėti kalbėti apie keturias (o gal pusketvirtos) vandens būsenas, jie sako, kad jų atradimas turi rimtą poveikį tolesniam mūsų suvokimui apie nano ir biologines sistemas.

„Taip pat kyla klausimas, ar temperatūrų paskatinti struktūriniai vandens pokyčiai daro įtaką biologinėms makromolekulėms vandeniniuose tirpaluose, ypač baltymų, kurie yra gyvybiškai svarbūs funkciniai biologiniai vienetai gyvosiose ląstelėse“, – sako tyrimą atlikę mokslininkai.
Šis tyrimas buvo aprašytas žurnale „The International Journal of Nanotechnology“.

Griežtai draudžiama DELFI paskelbtą informaciją panaudoti kitose interneto svetainėse, žiniasklaidos priemonėse ar kitur arba platinti mūsų medžiagą kuriuo nors pavidalu be sutikimo, o jei sutikimas gautas, būtina nurodyti DELFI kaip šaltinį.
Populiariausios nuomonės
Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją

Ten ir atgal: kelionė nuo Visatos pradžios iki šiandienos (43)

Šiuo rašiniu norėčiau atkreipti dėmesį tų žmonių, kurie kartais skundžiasi, kaip jiems sunku...

Mokslininkai nepatenkinti: bitkoinai trukdo ieškoti nežemiškos gyvybės (47)

Tikriausiai esate užburti istorijų apie per naktį milijonieriai tapusius žmones, superautomobilius...

Neįprastą asteroidą tyrinėjantys mokslininkai: gal taip į Žemę atkeliavo pirmoji gyvybė? (59)

Naujausias prestižinio Harvardo universiteto mokslininkų komandos atliktas tyrimas liudija, kad...

Medikas: meilė panaši į psichikos sutrikimą (3)

Išprotėti dėl meilės gal ir neįmanoma, tačiau pradinė meilės stadija – įsimylėjimas –...

Artėja Saulės aktyvumo sumažėjimas: ar sulauksime dar vieno ledynmečio? (83)

XVII amžiaus viduryje Saulės aktyvumas kurį laiką buvo toks mažas, kad Europa išgyveno...

Top naujienos

Šiurpi vienos šeimos istorija: išžudė šeimą ir apsigyveno su seserimi (264)

Stropus ir gabus abiturientas iš darbščios ūkininkų šeimos, tačiau kartu – ir negailestingas,...

Apie Lietuvą kalbėjo su ašaromis akyse: kodėl kai kurie emigrantai negrįžta (386)

„Jūs neįsivaizduojate, kaip pasiilgstame Lietuvos. Visi, kad ir ką sakytų, visi visu 100...

Naktinis reidas Vilniuje: didžiausi pažeidėjai – BMW ir „Audi“ vairuotojai (71)

Sekmadienio naktį Vilniuje kelių policija vėl surengė reidą . Vidurnaktį jis prasidėjo žiede...

Dar 12 nacionalinės „Eurovizijos“ dalyvių rungėsi dėl jūsų simpatijų: pusei jau užtrenktos durys (384)

Pirmasis eurovizinių atrankų etapas jau praeityje – iš pusšimčio dalyvių liko vos 24....

Klaipėdoje minios žmonių susirinko į miesto aikštes ir skverus (108)

Pagrindinis šalies uostamiestis šeštadienį ūžia. Čia tęsiasi ketvirtasis „ Šviesų...

16 metų tikro košmaro: ryte kūnai būdavo ištempiami lauk (169)

Po metų, kai jos tėvas su dviem jo broliais buvo rasti nušauti, sovietų valdžia atėjo Jevgenijos...

NBA Visų žvaigždžių fiestoje – Bookerio tritaškių liūtis ir Mitchello triumfas dėjimų konkurse gražiausių dėjimų video

Stipriausia pasaulio krepšinio lyga tęsia šiuo metu Los Andžele vykstantį šventinį Visų...

Orai: paspaus šaltukas, sulauksime ir snaigių (15)

Ši savaitė baigsis palyginti ramiai, tačiau kitos savaitės antroje pusėje prognozuojami didesni...

Amžinos vasaros kurortas vilioja atostogomis ant Raudonosios jūros kranto (28)

Eilate, Izraelio pietiniame kurorte prie Raudonosios jūros, jau turbūt yra pabuvoję nemaža dalis...

Atidžiai peržvelgusi vaikų vadovėlius tiesiog nustėro: tai – realus atvejis (756)

Viešai pristatyta nepanorusi būti filologė, humanitarinių mokslų daktarė, šiuo metu auginanti...