Suv batafsil oʻrganishga arziydigan noodatiy moddadir. Sovet akademigi I. V. Petryanov ushbu ajoyib modda haqida "Dunyodagi eng noodatiy modda" kitobini yozgan. Suvning fizik xususiyatlaridagi qanday anomaliyalar alohida qiziqish uyg'otadi? Bu savolga birgalikda javob izlaymiz.
Qiziqarli faktlar
Biz "suv" so'zining ma'nosi haqida kamdan-kam o'ylaymiz. Sayyoramizda umumiy maydonning 70% dan ortigʻini daryo va koʻllar, dengiz va okeanlar, aysberglar, muzliklar, botqoqliklar, togʻ choʻqqilaridagi qorlar, shuningdek, abadiy muzliklar egallaydi. Bunday katta miqdordagi suvga qaramay, faqat 1% ichish mumkin.
Biologik ahamiyati
Inson tanasi 70-80% suvdan iborat. Ushbu modda barcha hayotiy jarayonlarning oqishini ta'minlaydi, xususan, uning yordamida toksinlar undan chiqariladi, hujayralar tiklanadi. Tirik hujayradagi suvning asosiy vazifasitizimli va energiya bo'lib, uning miqdoriy tarkibining inson tanasida kamayishi bilan u "kichrayadi".
Tirik organizmda H2Osiz ishlay oladigan bunday tizim mavjud emas. Suvning anomaliyalariga qaramay, u issiqlik miqdori, massa, harorat, balandlikni aniqlash uchun standart hisoblanadi.
Asosiy tushunchalar
H2O - vodorod oksidi, uning tarkibida 11,19% vodorod, 88,81% kislorod mavjud. Bu hid va ta'mga ega bo'lmagan rangsiz suyuqlikdir. Suv sanoat jarayonlarining muhim tarkibiy qismidir.
Bu modda birinchi marta 18-asr oxirida G. Kavendish tomonidan sintez qilingan. Olim kislorod va vodorod aralashmasini elektr yoyi bilan portlatdi. G. Galiley birinchi marta muz va suv zichligidagi farqni 1612 yilda tahlil qilgan.
1830-yilda fransuz olimlari P. Dyulong va D. Aragolar tomonidan bugʻ mashinasi yaratildi. Bu kashfiyot toʻyingan bugʻ bosimi va harorat oʻrtasidagi bogʻliqlikni oʻrganish imkonini berdi. 1910-yilda amerikalik olim P. Bridgman va nemis G. Tamman yuqori bosimdagi muzda bir qancha polimorf modifikatsiyalarni kashf qildilar.
1932 yilda amerikalik olimlar G. Urey va E. Uoshbern og'ir suvni kashf qilishdi. Uskunalar va tadqiqot usullarini takomillashtirish tufayli ushbu moddaning fizik xususiyatlaridagi anomaliyalar aniqlandi.
Jismoniy xususiyatlardagi ba'zi qarama-qarshiliklar
Sof suv tiniq, rangsiz suyuqlikdir. dan suyuqlikka aylantirilganda uning zichligiqattiq moddalar ko'payadi, bu suvning xususiyatlarida anomaliyani namoyon qiladi. Uni 0 dan 40 darajagacha qizdirish zichlikning oshishiga olib keladi. Suvning anomaliyasi sifatida yuqori issiqlik sig'imi qayd etilishi kerak. Kristallanish harorati Selsiy bo'yicha 0 daraja va qaynash nuqtasi 100 daraja.
Ushbu noorganik birikmaning molekulasi burchakli tuzilishga ega. Uning yadrolari teng yonli uchburchakni hosil qiladi, uning asosida ikkita proton va yuqori qismida kislorod atomi joylashgan.
Zichlik anomaliyalari
Olimlar H2O ga xos qirqqa yaqin xususiyatni aniqlay olishdi. Suv anomaliyalari diqqat bilan ko'rib chiqish va o'rganishga loyiqdir. Olimlar har bir omilning sabablarini tushuntirishga, unga ilmiy izoh berishga harakat qilmoqdalar.
Suv zichligining anomaliyasi shundaki, bu moddaning maksimal zichlik qiymati +3,98°C dan boshlanadi. Keyinchalik sovutish, suyuqlikdan qattiq holatga o'tish bilan zichlikning pasayishi kuzatiladi.
Boshqa birikmalar uchun suyuqliklardagi zichlik haroratning pasayishi bilan kamayadi, chunki haroratning oshishi molekulalarning kinetik energiyasini oshirishga yordam beradi (ularning harakat tezligi ortadi), bu moddaning egiluvchanligini oshiradi.
Suvning bunday anomaliyalarini hisobga olgan holda shuni ta'kidlash kerakki, u ham harorat oshishi bilan tezlikni oshirishga moyil bo'ladi, lekin zichlik faqat yuqori haroratlarda kamayadi.
Muz zichligini kamaytirgandan so'ng, u suv yuzasida bo'ladi. Bu hodisani kristalldagi molekulalarning fazoviy davriylikka ega bo'lgan muntazam tuzilishga ega ekanligi bilan izohlash mumkin.
Agar oddiy birikmalarning molekulalari kristallarga mahkam oʻralgan boʻlsa, modda erigandan soʻng qonuniyat yoʻqoladi. Xuddi shunday hodisa molekulalar juda katta masofada joylashgandagina kuzatiladi. Metalllarning erishi paytida zichlikning pasayishi ahamiyatsiz qiymat bo'lib, 2-4% ga baholanadi. Suvning zichligi muzdan 10 foizga oshadi. Shunday qilib, bu suv anomaliyasining namoyonidir. Kimyo bu hodisani dipol strukturasi, shuningdek, kovalent qutb bog‘i bilan izohlaydi.
siqilish anomaliyalari
Keling, suvning xususiyatlari haqida gapirishni davom ettiramiz. Bu g'ayrioddiy harorat harakati bilan tavsiflanadi. Uning siqilishi, ya'ni bosimning oshishi bilan hajmning pasayishi suvning fizik xususiyatlaridagi anomaliyaga misol bo'lishi mumkin. Bu erda qanday o'ziga xos xususiyatlarni ta'kidlash kerak? Boshqa suyuqliklarni bosim ostida siqish ancha oson va suv faqat yuqori haroratlarda bunday xususiyatni oladi.
Issiqlik sig'imining harorat harakati
Bu anomaliya suv uchun eng kuchli anomaliyalardan biridir. Issiqlik quvvati haroratni 1 darajaga ko'tarish uchun qancha issiqlik kerakligini aytadi. Ko'pgina moddalar uchun eritishdan keyin suyuqlikning issiqlik sig'imi 10 foizdan oshmaydi. Muz erishidan keyin suv uchun esa bu jismoniy miqdor ikki baravar ortadi. Moddalarning hech biriissiqlik sig'imida bunday o'sish qayd etilmagan.
Muzda uni isitish uchun beriladigan energiya asosan molekulalarning harakat tezligini oshirishga sarflanadi (kinetik energiya). Erishdan keyin issiqlik sig'imining sezilarli darajada oshishi suvda issiqlik kiritishni talab qiladigan boshqa energiya talab qiladigan jarayonlar sodir bo'lishini ko'rsatadi. Ular issiqlik quvvatining oshishiga sabab bo'ladi. Bu hodisa suv agregatsiyaning suyuq holatiga ega bo'lgan butun harorat oralig'i uchun xosdir.
Bugʻga aylanishi bilan anomaliya yoʻqoladi. Hozirgi vaqtda ko'plab olimlar o'ta sovutilgan suvning xususiyatlarini tahlil qilish bilan shug'ullanadilar. U 0°C kristallanish nuqtasi ostida suyuqlikni saqlab turish qobiliyatidadir.
Suvni yupqa kapillyarlarda, shuningdek qutbsiz muhitda mayda tomchilar holida haddan tashqari sovutish mumkin. Bunday vaziyatda zichlik anomaliyasi bilan nima kuzatiladi, degan tabiiy savol tug'iladi. Suv haddan tashqari sovib ketganda, suvning zichligi sezilarli darajada kamayadi, harorat pasayganda u muz zichligiga intiladi.
Ko'rinish sabablari
: "Suv anomaliyalarini nomlang va ularning sabablarini tavsiflang" deb so'ralganda, ularni strukturani qayta qurish bilan bog'lash kerak. Har qanday moddaning tuzilishidagi zarrachalarning joylashishi undagi zarrachalarning (atomlar, ionlar, molekulalar) o'zaro joylashish xususiyatlari bilan belgilanadi. Vodorod kuchlari suv molekulalari o'rtasida harakat qiladi, bu suyuqlikni qaynash va erish nuqtalari o'rtasidagi bog'liqlikdan olib tashlaydi;agregatsiyaning suyuq holatidagi boshqa moddalarga xos xususiyat.
Ular elektron zichlik taqsimotining oʻziga xos xususiyatlaridan kelib chiqqan holda maʼlum bir noorganik birikma molekulalari orasida paydo boʻladi. Vodorod atomlari ma'lum bir musbat zaryadga ega, kislorod atomlari esa manfiy zaryadga ega. Natijada, suv molekulasi muntazam tetraedr shakliga ega. Shunga o'xshash struktura 109,5 ° bog'lanish burchagi bilan tavsiflanadi. Eng qulay joy - kislorod va vodorodning bir qatorda joylashishi, turli zaryadlarga ega, shuning uchun vodorod aloqasi elektrostatik xususiyatga ega.
Demak, suvning noodatiy (anomal) xossalari uning molekulasining maxsus elektron tuzilishining natijasidir.
Suv xotirasi
Suvning xotirasi bor, energiya to'plashi va uzatishi, tanani virtual ma'lumotlar bilan oziqlantirishi mumkin degan fikr bor. Uzoq vaqt davomida yapon olimi Masaru Emoto bu muammo bilan shug'ullangan. Doktor Emoto o‘z tadqiqoti natijalarini “Suvdan kelgan xabarlar” kitobida chop etdi. Olimlar tajribalar o‘tkazdilar, unda u avvaliga bir tomchi suvni 5 gradusda muzlatib qo‘ydi, keyin esa mikroskop ostida kristallarning tuzilishini tahlil qildi. Natijalarni yozib olish uchun u kamera qurilgan mikroskopdan foydalangan.
Tajribaning bir qismi sifatida Masau Emoto suvga turli yo'llar bilan ta'sir qildi, keyin uni qayta muzlatib, suratga oldi. U muz kristallarining shakli va musiqa o'rtasidagi munosabatni aniqlashga muvaffaq bo'ldi,Buni suv tingladi. Ajablanarlisi shundaki, olim klassik va xalq musiqasidan foydalangan holda eng uyg'un qor parchalarini yozib oldi.
Zamonaviy musiqadan foydalanish, Masauning so'zlariga ko'ra, suvni "ifloslaydi", shuning uchun ular tartibsiz shakldagi kristallar edi. Qizig'i shundaki, yapon olimi kristallar shakli va inson energiyasi o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlagan.
Suv sayyoramizda ko'p miqdorda topilgan eng ajoyib moddadir. Zamonaviy odam faol ishtirok etmaydigan har qanday faoliyat sohasini tasavvur qilish qiyin. Ushbu moddaning ko'p qirraliligi suvning tetraedral tuzilishidan kelib chiqadigan anomaliyalar bilan belgilanadi.
