Get Adobe Flash player

Woda nie zawsze zamarza na mrozie

Uczeni z University of Utah postanowili sprawdzić, jak bardzo da się schłodzić wodę, zanim zamarznie. Według najnowszych symulacji komputerowych może ona osiągnąć aż minus 48 st. C.! – donosi dzisiejsze „Nature″.


Woda to niezwykła ciecz. Oprócz tego, że umożliwia rozwój życia, ma wyjątkowe własności fizyczne. Na przykład jako ciało stałe jest lżejsza od cieczy, a największą gęstość osiąga w nietypowej temperaturze 4 st. C. Wiążą się z nią jeszcze inne niespodzianki. Jak się okazuje, można ją schłodzić do temperatury daleko poniżej zera, a ona nie zamarznie.

Kluczem jest otrzymanie tzw. wody przechłodzonej. – Jeśli chcemy, aby ciekła woda utworzyła lód, musi istnieć małe jądro, wokół którego się on utworzy. W czystej wodzie jądra te powstają tylko przez zmianę jej struktury – wyjaśnia autorka pracy Valeria Molinero. Dlatego wodę można długo schładzać, przy zachowaniu jej ciekłej formy. W chmurach znajdowano ciekłą wodę o temperaturze –40 st. C, a w laboratorium udało się osiągnąć próg –41 st. C.

Komputerowa symulacja pokazała, że można pójść jeszcze dalej. Zespół z Utah opracował nowy cyfrowy model, który działa 200 razy szybciej od wcześniejszych symulacji. Pozwolił on dokładnie zobaczyć, co dzieje się pomiędzy cząsteczkami wody, kiedy się ją ochładza. Według badaczy istnieje aż 16 różnych form tej życiodajnej cieczy, zależnych od temperatury i ciśnienia. Kiedy znajduje się ona na progu ostatecznego zamarznięcia, jej cząsteczki masowo łączą się w czworościany. W efekcie zachodzi krystalizacja i pojawiają się nietypowe zjawiska, takie jak zmniejszenie gęstości oraz zwiększenie ściśliwości i pojemności cieplnej. Według symulacji przechłodzona woda może zamarznąć dopiero przy temperaturze –48 st. C.

Przeprowadzone obliczenia, do których potrzeba było ogromnych zasobów mocy komputera, nie są tylko sztuką dla sztuki. Zdobyte informacje mogą być bardzo przydatne dla uczonych zajmujących się badaniami klimatu.

Marek Matacz/EurekNews.pl 2011 11 24 a

CZYTAJ TAKŻE