Физики обнаружили, что вода превращается в лед при очень высокой температуре: каким образом

01.09.2024

Ученые выяснили, что вода может превратиться в кристаллы льда в очень экстремальных условиях. В ходе эксперимента физики имитировали условия, которые имеются глубоко в недрах планет, и обнаружили жидкость может превратиться в лед даже при чрезвычайно высоких температурах.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physics of Fluids, пишет New Scientist.

Ученые сжимали очень горячие жидкости, чтобы выяснить, как они ведут себя в экстремальных условиях, например, в недрах планет. Физики хотели выяснить, как меняется плотность жидкости при очень высокой температуре и давлении и для этого они использовали алмазы и лазеры.

Физики сжали несколько жидкостей, включая воду, метан и этан, в крошечной камере. При этом каждая жидкость была помещена между двумя крошечными алмазами и нагрета до температуры 240 градусов Цельсия. Сжатие между алмазами привело к созданию давления, которое было примерно в 120 тысяч раз сильнее атмосферного давления на Земле.

К удивлению физиков, они обнаружили, что даже при очень высокой температуре вода превратиться в ледяной кристалл, если давление также очень большое. Экстремальное давление заставило атомы воды связаться друг с другом и создать твердое вещество. Подобное физики обнаружили и в экспериментах с метаном и этаном.

По словам ученых, результаты исследования могут дать представление о том, как ведут себя резервуары воды, которые находятся глубокого в недрах Земли и других планет, где они могут влиять на сейсмическую активность.

Чтобы определить плотность очень горячих жидкостей при высоком давлении, физики направили лазер в камеру. Они смогли получить значение плотности каждой жидкости благодаря тому, как свет преломляется, когда он проходит через камеру.

Авторы исследования говорят, что, хотя физики хорошо разбираются в том, как изучать твердые тела при экстремальных давлениях и температурах, существует пробел в экспериментальных методах и математических теориях для изучения таких распространенных жидкостей, как вода.

Новый эксперимент удовлетворяет вполне реальную потребность в измерениях свойств жидкостей, которые затем можно будет использовать в других экспериментах.

В будущем физики хотят создать еще лучшие имитации недр планет, в частности Юпитера и Сатурна, заполнив свою камеру жидким водородом, чтобы провести новый эксперимент с еще более высокой температурой и давлением. 



Комментарии:

Пока комментариев нет. Станьте первым!