Tekutá voda v dvoch stavoch

Miešanie oblastí s rôznou štruktúrou vody (červeno je vyznačená vysoká hustota vody, modro nízka) (sciencedaily.com)

Vedcom zo Štokholmskej univerzity sa podarilo zmapovať správanie jednej z najdôležitejšej látok na Zemi v dvoch rozdielnych stavov pri nízkych teplotách. Voda je totiž veľmi špeciálna látka, ktorá sa niektorými skutočnosťami líši od ostatných látok.

O svojom objave referovali v časopise Science.

Čím presne sa líši voda od ostatných latok? V drvivom prípade to funguje tak, že ak ideme do menších a menších teplôt, látka je stále hustejšia. Avšak pri vode to neplatí. Najvyššiu hustotu dosahuje pri 4 °C. Skúsme to vysvetliť na reálnej situácii, ktorú môžete pozorovať v Antarktíde alebo v pohári.

Anomália vody

Ľadovec v Antarktíde (pixabay.com)

Dali ste si otázku, ako je možné, že oceán dokáže udržať tak obrovské masy ľadovcov nad hladinou? Problém tkvie práve v hustote vody. Ak máme teplotu vody 0 °C a vložíme kocky ľadu do pohára, tak sa nepotopia, ale ostanú plávať na hladine. Rovnako je to s ľadovcami na morskej hladine. Pravda, ak je ľadovec príliš hmotný, potopí sa, ale stále platí, že sa bude zdržiavať čo najbližšie k vodnej hladine. To znamená, že ak je voda v tuhom skupenstve, má nižšiu hustotu ako v kvapalnom stave. Sami tušíte, že tu niečo nehrá. Veď keď skvapalníme železo a vhodíme do nej železo v pevnom skupenstve, tak to železo nezačne plávať na hladine, ale ponorí sa čo najhlbšie do taveniny železa. Práve to robí vodu tak zaujímavou. A na túto problematiku sa zamerali už zmienení švédski vedci.

Voda za nízkych teplôt

Aby sme pochopili, prečo sa tak voda správa, musíme využiť RTG impulzy nato, aby sme zistili čo najviac o vlastnostiach vody pred jej zamrznutím pri teplotách nižších ako 0 °C. Rovnako ako vedci bysme zistili, že voda znižuje svoju hustotu až do -44 °C! Čím nižšia teplota až do uvedenej teploty, tým väčšie fluktuácie a väčšia zvláštnosť vo vlastnostiach vody. Až pod teplotou -44 °C sa začne voda správať tak ako ostatné známe látky.

Vedci tak mohli sledovať odlišne sa správanie v dvoch rozličných stavov.

Existuje však podobný kritický bod z hľadiska teploty či tlaku vody? Je to na programe ďalšieho bádania vedcov.

Zdroj:
The origin of water’s unusual properties found (sciencedaily.com)
Voda existuje jako dvě různé kapaliny   (osel.cz)