О структуре "святой" воды
Вот и Крещение Господне наступило, а что-то в ЖЖ никто не пишет о необычных свойствах воды, взятой из освящённого источника. Ни о том, что и в другое время года вода - необыкновенное вещество, дарующее жизнь и само есть жизнь, будучи в нас заключённой.
Ну тогда вставлю свои "5 копеек", может быть вам будет интересно. Свои собственные "5 копеек", добытые "тяжким трудом" при анализе замечательной базы данных института Теплофизики (Новосибирск). Базы по теплофизическим свойствам простых веществ как в твёрдом, так и ЖИДКОМ состоянии.
Конечно, речь будет идти о ФИЗИЧЕСКИХ результатах, пусть даже и необычных или непривычных для многих. А что в этих свойствах может быть "святого" - вы уж решайте сами.
Буду писать словами, хотя с помощью графиков (рисунков) было бы нагляднее, но и более занудно.
Итак, что происходит с твёрдым веществом (например, льдом), когда оно плавится? Ну, сначала оно нагревается до температуры плавления - скажет начитанный читатель. Атомы или молекулы в нём движутся всё более беспорядочно, хотя и находятся в строго отведённых для них местах (кристаллической решётки). А потом - прыг - из занимаемой ими потенциальной ямы, и давай "бегать", "скакать", "обниматься" и "целоваться" с ближайшим окружением, сохраняя локальную структуру почти такой, какой она была до плавления.
И всё. Больше вам ничего особенно важного не скажут. Потому что фазовый переход (плавление) - это БОЛЬШАЯ проблема в современной физике. Почему так устроена и, вообще, существует "потенциальная яма" - проблема ещё БОЛЬШАЯ. Вот даже уважаемый мною физик-блогер flying-bear очень хотел бы узнать в своём блоге, почему атомы в кристалле держатся вместе и создают именно эту, а не другую кристаллическую решётку.
А вот упомянутая выше база данных по тепловому расширению показывает нам, что простые вещества (состоящие из элементов таблицы Менделеева) расширяются некоторым одинаковым - УНИВЕРСАЛЬНЫМ образом. И эта универсальность (содержащая ДВА члена в математическом выражении) говорит нам о том, что в твёрдом тела постоянно образуется ДВА типа возбуждений - бозоны и фермионы, находящиеся между собой в (термодинамическом) равновесии. И в возбуждении фермионов "виноваты" ЭЛЕКТРОНЫ, находящиеся, как мы знаем со школы, в электронных оболочках атомов.
И вот получается, что электроны "виноваты" во всём: в том, что при данной температуре кристалл имеет именно такую кристаллическую решётку; в том, что при достижении некоторой температуры ЭЛЕКТРОНАМ становится "выгодно" иметь другую кристаллическую решётку (вот почему у льда в твёрдой фазе столько разных кристаллических структур!); в том, почему, наконец, твёрдое тело плавится.
Я не буду здесь говорить, КАКАЯ причина не позволяет твёрдому телу расширяться дальше, а заставляет его при данной температуре переходить в НОВОЕ состояние с новой внутренней СИММЕТРИЕЙ, да ещё затрачивать энергию на такой переход.
Скажу лишь, что анализ упомянутой выше базы данных говорит о том, что уже в новом состоянии жидкость продолжает расширяться практически ТАКЖЕ, как и в твёрдом состоянии. То есть, жидкость НАСЛЕДУЕТ два типа возбуждений от твёрдого тела и ПРИОБРЕТАЕТ свой новый тип. Очень важный для того, чтобы жидкость была жидкой (чтобы могла течь!), и который опять пребывает в термодинамическом равновесии с предыдущими двумя.
Так какие же структуры могут быть в жидкости (воде)? Сколько их, как они образуются, и насколько стабильными они могут быть?
МНОГО, отвечу я. И они являются ДИНАМИЧЕСКИМИ из-за того, что атомы постоянно находятся в "тепловом" движении при конечной (ненулевой) температуре. То есть, мы не наблюдаем какую-то ФИКСИРОВАННУЮ структуру, мы наблюдаем их постоянное изменение: из одной в другую и так далее. Примерно так, как происходит изменение вихрей при ТУРБУЛЕНТНОМ течении воды. Которые меняются, но следуют определённому строгому правилу - всегда составлять ПЛОТНУЮ упаковку вихрей в рассматриваемом объёме жидкости. Так и структурное состояние жидкости: оно меняется, но всегда следует одному строгому принципу - ПРИНЦИПУ НАИМЕНЬШЕГО ДЕЙСТВИЯ.
Почему здесь работает именно этот принцип, а не, скажем, принцип минимума энергии, мы расскажем как-нибудь в следующий раз.
А пока - с Праздником!
PS: А вот появилось: https://dymontiger.livejournal.com/9237240.html! - Интересные факты о воде.
Особенно интересна первая картинка - "корона" после падения капли на поверхность жидкости. Само явление и его детали имеют фундаментальное значение, но не имеют "фундаментального" объяснения.
Ну тогда вставлю свои "5 копеек", может быть вам будет интересно. Свои собственные "5 копеек", добытые "тяжким трудом" при анализе замечательной базы данных института Теплофизики (Новосибирск). Базы по теплофизическим свойствам простых веществ как в твёрдом, так и ЖИДКОМ состоянии.
Конечно, речь будет идти о ФИЗИЧЕСКИХ результатах, пусть даже и необычных или непривычных для многих. А что в этих свойствах может быть "святого" - вы уж решайте сами.
Буду писать словами, хотя с помощью графиков (рисунков) было бы нагляднее, но и более занудно.
Итак, что происходит с твёрдым веществом (например, льдом), когда оно плавится? Ну, сначала оно нагревается до температуры плавления - скажет начитанный читатель. Атомы или молекулы в нём движутся всё более беспорядочно, хотя и находятся в строго отведённых для них местах (кристаллической решётки). А потом - прыг - из занимаемой ими потенциальной ямы, и давай "бегать", "скакать", "обниматься" и "целоваться" с ближайшим окружением, сохраняя локальную структуру почти такой, какой она была до плавления.
И всё. Больше вам ничего особенно важного не скажут. Потому что фазовый переход (плавление) - это БОЛЬШАЯ проблема в современной физике. Почему так устроена и, вообще, существует "потенциальная яма" - проблема ещё БОЛЬШАЯ. Вот даже уважаемый мною физик-блогер flying-bear очень хотел бы узнать в своём блоге, почему атомы в кристалле держатся вместе и создают именно эту, а не другую кристаллическую решётку.
А вот упомянутая выше база данных по тепловому расширению показывает нам, что простые вещества (состоящие из элементов таблицы Менделеева) расширяются некоторым одинаковым - УНИВЕРСАЛЬНЫМ образом. И эта универсальность (содержащая ДВА члена в математическом выражении) говорит нам о том, что в твёрдом тела постоянно образуется ДВА типа возбуждений - бозоны и фермионы, находящиеся между собой в (термодинамическом) равновесии. И в возбуждении фермионов "виноваты" ЭЛЕКТРОНЫ, находящиеся, как мы знаем со школы, в электронных оболочках атомов.
И вот получается, что электроны "виноваты" во всём: в том, что при данной температуре кристалл имеет именно такую кристаллическую решётку; в том, что при достижении некоторой температуры ЭЛЕКТРОНАМ становится "выгодно" иметь другую кристаллическую решётку (вот почему у льда в твёрдой фазе столько разных кристаллических структур!); в том, почему, наконец, твёрдое тело плавится.
Я не буду здесь говорить, КАКАЯ причина не позволяет твёрдому телу расширяться дальше, а заставляет его при данной температуре переходить в НОВОЕ состояние с новой внутренней СИММЕТРИЕЙ, да ещё затрачивать энергию на такой переход.
Скажу лишь, что анализ упомянутой выше базы данных говорит о том, что уже в новом состоянии жидкость продолжает расширяться практически ТАКЖЕ, как и в твёрдом состоянии. То есть, жидкость НАСЛЕДУЕТ два типа возбуждений от твёрдого тела и ПРИОБРЕТАЕТ свой новый тип. Очень важный для того, чтобы жидкость была жидкой (чтобы могла течь!), и который опять пребывает в термодинамическом равновесии с предыдущими двумя.
Так какие же структуры могут быть в жидкости (воде)? Сколько их, как они образуются, и насколько стабильными они могут быть?
МНОГО, отвечу я. И они являются ДИНАМИЧЕСКИМИ из-за того, что атомы постоянно находятся в "тепловом" движении при конечной (ненулевой) температуре. То есть, мы не наблюдаем какую-то ФИКСИРОВАННУЮ структуру, мы наблюдаем их постоянное изменение: из одной в другую и так далее. Примерно так, как происходит изменение вихрей при ТУРБУЛЕНТНОМ течении воды. Которые меняются, но следуют определённому строгому правилу - всегда составлять ПЛОТНУЮ упаковку вихрей в рассматриваемом объёме жидкости. Так и структурное состояние жидкости: оно меняется, но всегда следует одному строгому принципу - ПРИНЦИПУ НАИМЕНЬШЕГО ДЕЙСТВИЯ.
Почему здесь работает именно этот принцип, а не, скажем, принцип минимума энергии, мы расскажем как-нибудь в следующий раз.
А пока - с Праздником!
PS: А вот появилось: https://dymontiger.livejournal.com/9237240.html! - Интересные факты о воде.
Особенно интересна первая картинка - "корона" после падения капли на поверхность жидкости. Само явление и его детали имеют фундаментальное значение, но не имеют "фундаментального" объяснения.