Почему вода имеет максимум плотности при +4

Пост о структурированной воде — и не только.

Вы когда-нибудь задумывались, почему вода имеет максимум плотности при +4? Ну кроме того, что это закон жизни, или тайна веков — в смысле очень важно для жизни, поскольку обеспечивает не-промерзание водоемов, и создает в стоячей воде в средних широтах перемешивание дважды в год, насыщая кислородом глубокие слои воды?

Есть гипотезы и теории, но полного ответа пока нет. Почему нет однозначного ответа? Дело в том, что «все сложно«. Все мы знаем, что вода замерзает при 0 градусов Цельсия, это еще в школе сказали. Но это не так! На самом деле вода замерзает при 235 кельвинах, это –38 грдусов цельсия. Точнее не так — однородная вода без центров кристаллизации может оставаться в метастабильном жидком состоянии до этой температуры. Собственно видео ниже и показывает переохлаждение воды.

Так вот, теория утверждает что существует две возможных фазы воды — высокой и низкой плотности. И при каких–то условиях чуть ли не может быть возможен спинодальный распад на две фазы — но вот беда, вода норовит замерзнуть раньше. Точнее, фазовый переход будет происходить ниже зоны метастабильности воды, а все (или почти все) что мы можем наблюдать в жидком виде находится выше критической точки фазового перехода воды высокой плотности в воду низкой плотности — и обратно. А значит все, что мы можем наблюдать — смесь этих двух фаз.

Отличаются эти фазы взаимным расположением молекул — и в результате плотностью. Более плотная против более структурированной во второй координатной сфере.

Но, как мы знаем, ученые — не такие уж и дураки, %username%, и поэтому пытаются что–то увидеть и в смеси. А увидеть локальную структуру можно несколькими методами – например, рентгеновской дифракцией или EXAFS–oм(No Access — use Sci-Hub).

---

Читайте также: «Злой критик: Зачем я пил восьмой стакан«