آبهای فوق العاده سرد
آبهای فوق العاده سرد
آبهای فوق العاده سرد
مقدمه
مسلما در چنین اوضاعی زندگی بسیار دشوار است، تا حدی که برخی از فیزیکدانان معتقدند حفظ ترکیب آب نیز در چنین اوضاعی مشکل است. دانشمندان اظهار می دارند که اگر بتوان آب را تحت چنینی فشاری قرار داد، و آن را در ین سرد شدن تا چندین درجه زیر نقطه انجماد به حالت مایع نگاه دات، آب به دو نوع مایع کاملا مجزا از یکدیگر تبدیل خواهد شد. یکی از این مایعات در حدود 20 درصد چگالتر از آب معمولی است و چگالی دیگری در مقایسه با آب معمولی، 10 درصد کمتر است. در چنین وضعیت غیزر معمولی به جای یک نوع آب، دو نوع آب خواهمی داشت.
آب، مایع بیار عجیبی است و برخلاف بیشتر مایعات پس از انجماد حجم آن افزایش می یاید که این حالت اصلی شناور ماندن کوههای یخی روی آب و یا ترکیدن لوله های یخ زده است. عجیب تر آنکه آب قبل از آنکه به نقطه انجماد برسد شروع به ازدیاد حجم می کند و در دمای چهار درجه سانتیگراد که هنوز مایع بشمار می رود چگالتر از یخ است. اگر آب فاقد این خوصیات خارق العاده بود، زندگی روی کره زمین به صورت فعلی امکان پذیر نبود. ولی آیا واقعا دو نوع آب کاملا متفاوت نمی توانند وجود داشته باشند؟
خاصیت دوگانه آب
بنابراین در آب بین ساختار چهار وجهی که پیوندهای هیدروژنی سست ایجاد می کند، با ساختار چگالتر که از تراکم مولکولی بالایی برخوردار است، همواره کشش وجود دارد. چنین وضعیتی این امکان را فراهم می سازد که بر اثر تغییر دما و فشار، بسته به غالب بودن یکی از ای دو عامل، ساختار آب از نوعی به نوع ئدیگر تبدیل شود. مدتها چنین تصور می شد که چگالی حداکثر در چهار درجه سانتیگراد، ممکن است نشانه ای از این تبدیل تدریجی باشد. فیزیکدانان اظهار می دارند که ممکن است در وضعیتهای حادتر این تغییر و تبدیل، ناگهانی صورت گیرد. حال اگر دو نوع آب وجود داشته باشد، چرا قبلا مشاهده نشده اند؟ پاسخ آن ات که پیش بینی می گردد که این ماهیت دو گانه آب تنها در آبهای فوق العاده سرد، یعنی آبهایی که حتی در درجات کمتر از نقطه انجماد نیز مایع باقی می مانند، آشکار می گردد. اصولا یخ در دماهایی تشکیل میشود که مولکولها بتوانند به شکل یک شبکه منظم در کنار یکدیگر قرار بگیرند. این امر هنگامی امکان پذیر است فراروندی تحت عنوان "هسته سازی" تحت تاثیر یک عامل دیگر- مانند تجمع اتفاقی برخی از مولکولهای آب ب دور یدیگر به شکل بلور- فعال شود. این مجتمع مولکولی بعدها به عنموان هسته فراروند انجماد عمل می نماید ولی از مواد آلاینده مانند ذرات گرد و خاک را که می توانند به عنوان هسته عمل نمایند از محیط خارج سازیم، می توان عمل انجماد را متوقف نموده و به مایع فوق العاده سرد دست یافت.
در عمل برای رسیدن به چنین آبی، محدودیت وجود دارد تا کنون هیچکس نتوانسته است آب را در شرایط جوی، تا حد کمتر از 38 درجه سانتیگراد زیر صفر سرد نماید. این امر که نشان می دهد کمی پایین تر از این حد ارتفاقات جالبی رخ می دهد و به نظر می رسد که آب رفتار عجیبی از خود ظاهر می سازد.
در سال 1976 دو فیزیکدان به نامهای آستین آنجل و رابین اسپیدی شواهدی یافتند دال بر آنکه آبهای فوق العاده سرد در دماهایی کمی پایین تر از حد فوق سرد "بسیار حساس" میشوند. آنها چنین حدس زدند که در دمای 45 درجه سانتیگراد زیر صفر، ظرفیت حرارتی آب- قدار حرارت لازم برای افزایش دما به میزان یک درجه سانتیگراد- به طور نامحدودی افزایش می یابد. سایر خصوصیات و مشخصات آب نیز رفتارهای عجیبی از خود نشان می دهند.
اما علت این پدیده چیست؟
نقطه بحرانی
نوع یخها
بنابراین دو نوع یخ شیشه ای وجود دارد که چگالی یکی از آنها بیشتر از دیگری است. اینک این تصور پیش می آید که شاید این یخهای شیشه ای همان دو نوع آب فوق العاده سرد باشند.
یکی از روشهای فهم این مطلب ذوب این یخهاست تا مولکولهای آن بتوانند مجددا حرکت نمایند و آنگاه مایع تولید شده را بتوان مورد بررسی قرار داد. ولی این روش مانع دیگری را بر ر راه ما قرار می دهد و آن این است که یخ در حدود 120- درجه سانتیگراد ذوب میشود که بسیار پایین تر از نقطه انجماد آب است، بنابراین به محض آنکه ذوب شود، مجددا منجمد شده و به شکل یخ معمولی در می آید و نمی توان مایع حاصل از ذوب یخ اولیه را مشاهده نمود.
خط جدا کننده
با استفاده از اینروش استنلی و میشی ما سطح پتانسیل گیبز را بررسی کردند . در محل خط جدا کننده ای که حدس مس زدند هر دو نوع آب فوق العاده سرد می توانمند به ور همزمان وجود داشته باشند، یک شکستگی آشکار یافتند که نشانه قطعی مرحلبه حد واسط یا تبادلی است. آنها نتوانستند هیچیک از مایعات را علنا مشاهده نمیاند ولی تاثیرات ْآنها را بر سطح گیبز مشاهده کردند. البته شما نباید نگران باشید که در هنگام استحمام، ناگهان چند نوع آب از هم تفکیک شوند یا هنگام نوشیدن آب امکان انتخاب چند نوع آب را داشته باشید. بر طبق اظهارات استنلی ممکن است که آب بر چند نوع داشته باشد ولی ما هرگز نمی توانیم آنها مشاده نماییم.
منبع: http://atwis.com
/خ
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}