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

„Mokslo ekspresas“: interjerų detektyvai

XIX a. interjerų fragmentai Vilniuje įtikino tyrėjus, kad miesto gyventojai žengė koja kojon su...

Tyrimas parodė, kokie vyrai labiau traukia moteris (43)

Mokslininkai nustatė, kad vyrai ilgomis kojomis patrauklesni moterims, nes vertinami kaip stipresni...

5 moksliški galvosūkiai atsipalaidavimui: kas įvyko anksčiau? (20)

Žmonija visada tyrinės savo ir savo planetos istoriją. Informacijos apie praeitį yra tiek daug,...

Kinijoje paleista pirmoji privati raketa (2)

Kinija ketvirtadienį, gegužės 17 dieną, iš raketų bazės šalies šiaurvakariniame regione...

Archeologai Pompėjoje aptiko gatvę su pastatų balkonais (3)

Archeologai kol kas netyrinėtoje Pompėjos dalyje aptiko gatvę su pastatais ir antikiniais...

Top naujienos

Krauju aplietas Vertelkos portretas: nuo nukirstų galvų maišeliuose iki prabangos kalėjimo kameroje (112)

„Pinčia“ vadinamas Algimantas Vertelka – žmogus, kurio pavardė Lietuvos kriminalinėje...

Įsigalioja naujovės techninėje apžiūroje ir „Regitroje“: kas laukia automobilių savininkų (95)

Gegužės dvidešimtąją įsigalioja nauja Saugaus eismo automobilių keliais įstatymo redakcija....

Prognozės nedžiugina: sulauksime ir perkūnijos, ir gūsingo vėjo (18)

Savaitės viduryje debesys gali atnešti lietų su perkūnija LRT radijui sako sinoptikas Vytautas...

Eurolygos jaunimo turnyro finalas: „Lietuvos rytas“ – „Stellazzurra“ 57:50 po II kėl., tiesioginė vaizdo transliacija (20)

Serbijos sostinėje Belgrade startuoja paskutinė Eurolygos sezono diena, o ją pradeda jaunimo...

Donatas Montvydas: tai sunkiausias mano interviu (8)

“Tai sunkiausias mano interviu, gali taip ir parašyti”, – sako dainininkas Donatas Montvydas...

Įvardijo dar vieną priežastį, kodėl sparčiai auga vairuotojų draudimo kaina (17)

Lietuvoje sparčiai augančioms vairuotojų civilinės atsakomybės privalomojo draudimo kainoms...

Siaubingas išžaginimas ar visiška fantazija? Po skaudžios dramos šeima tiesiog paliko Lietuvą (230)

Telšių apylinkės prokurorams teko nelengva užduotis – aiškintis, ar psichikos negalią...

Taupioji Kate Middleton vestuvėms pasipuošė keturis kartus vilkėtu paltu (53)

Ne paslaptis, kad Kembridžo kunigaikštienė Catherine nėra linkusi vadovautis turtuolių...

Trijų sekundžių testas: ar pakankamai geriate vandens? (17)

Visi ne kartą esame girdėję, kad per dieną privalome išgerti apie du litrus vandens . Tačiau...

Pastebėjo tik akyliausi: ar princo Harry nuotaka nusikeikė per savo pačios vestuves? (81)

Socialiniuose tinkluose iki šiol dūzgia karališkųjų princo Harry ir jo mylimosios Meghan Markle...