Высокое напряжение построит невесомый мостик из воды
Между двумя мензурками с водой при пропускании через них высокого напряжения образуется текучий водный мостик.
Хотя H2O — одно из наиболее важных и распространенных химических веществ на Земле, оно все еще остается загадкой для ученых. Было проведено много исследований с целью узнать структуру воды вне масштаба одной молекулы. Предполагают, что именно данный уровень является ответственным за многие уникальные свойства воды. Однако природа этой структуры, управляемой водородными связями, является в настоящее время неизвестной.
“Вода, несомненно, — наиболее важное химическое вещество в мире”, — рассказывает Елмар Фучс из технического университета Граца в Австрии в недавнем исследовании. — “Взаимодействие воды с электрическими полями интенсивно изучалось в течение последних лет. Но именно сейчас стало известно о другом необычном эффекте воды в жидком состоянии, подвергнутой постоянному электрическому полю: текучий водный мост”.
Когда появляется электрическое поле с высоким напряжением, вода в двух мензурках поднимается из них и пересекает пустое пространство между этими емкостями, сливаясь и создавая водный мост. Жидкий мост, парящий в пространстве, кажется человеческому глазу не поддающимся гравитации.
После исследования явления ученые нашли, что вода перемещалась из одной мензурки до другой, обычно от анода до катода. Цилиндрический водный мост диаметром 1-3 мм, мог остаться неповрежденным, когда мензурки находились друг от друга на расстоянии до 25 мм.
Такое поведение воды было просто невероятным, неожиданным, сказал Фучс PhysOrg.com. Но исследования показали, что объяснение может лежать в пределах характера структуры воды. Первоначально мост формируется из-за электростатических зарядов на поверхности воды. Электрическое поле затем концентрируется внутри воды, упорядочивая водные молекулы, формирует высокоорганизованную микроструктуру. Эта микроструктура остается устойчивой и сохраняет мост целостным.
Исследование породило гипотезу о микроструктуре, согласно которой плотность воды изменяется между краями мензурки и центром моста. Микроструктура, состоящая из упорядоченных молекул воды, могла привести к подобному изменению плотности.
В экспериментах ученые также обнаружили существование высокочастотных колебаний внутри моста. Соответствующие внутренние структуры наблюдали с помощью быстро снимающей камеры и системы визуализации. В отличие от намного более медленных поверхностных волн, эти высокие колебания частоты не были вызваны напряженностью поверхности. Ученые предполагают, что колебание структуры были вызваны волнообразными перепадами напряжения.
Исследователи заметили закономерность для внутренних структур: во время эксперимента начальная единая однородная внутренняя структура затем распадается на дополнительные структуры после нескольких минут воздействия. Этот распад мог быть вызван или гидролизом, или увеличением температуры водного моста под действием электрического поля. Поскольку температура воды увеличилась с 20 градусов по Цельсию до 60 градусов по Цельсию, на что потребовалось приблизительно 45 минут, мост разрушился.
Исследователи объясняют, что необычный эффект текучего водного моста, также как и микроструктуры, которые они наблюдали в течение взаимодействия воды с электрическим полем, может привести к разгадке структуры воды. В настоящее время продолжается изучение высокоорганизованных микроструктур для объяснения изменения плотности в водном мосту. Результаты появятся в будущих публикациях.
Popularity: 7%
Отправить комментарий