Аккумулятор

Вода, охлажденная ниже нуля градусов Цельсия, может оставаться жидкой при некоторых условиях до тех пор, пока ее температура не понизится до 41 градуса мороза, сообщается в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.

Для того, чтобы вода превратилась в лед, помимо низкой температуры, требуются точки кристаллизации - микроскопические пылинки, вокруг которых начинают формироваться кристаллы льда - либо сотрясение. Очень чистая вода при отсутствии толчков может оставаться в жидком состоянии при температуре значительно ниже ноля градусов Цельсия.

Ученые обнаружили такую воду в земных облаках, в формировании которых процесс сверхохлаждения жидкости играет ключевую роль.

Однако нижняя температурная граница существования сверхохлажденной воды пока не определена, поскольку необходимые условия находятся за пределами возможностей экспериментов.

Эмили Мур (Emily Moore) и Валерия Молинеро (Valeria Molinero) из университета штата Юта (США) при помощи компьютерного моделирования попытались определить границы "окна" сверхохлажденности поведения молекул охлаждаемой воды. В рамках своей модели ученые наблюдали за тем, как изменяется поведение нескольких тысяч молекул воды при различных темпах охлаждения.

Авторы исследования пришли к выводу, что нижняя граница существования сверхохлажденной воды находится на отметке минус 41 градус Цельсия. При дальнейшем понижении температуры вода спонтанно превращается в аморфный лед. В этом состоянии молекулы воды расположены случайным образом, что напоминает структуру обычного стекла.

Как отмечают Мур и Молинеро, сверхохлажденная вода по своей сути нестабильна при любых температурах, и превращается в лед в результате изменения структуры жидкости, что приводит к образованию микрокристаллов льда. При этом чем выше температура воды, тем менее стабильна жидкость и тем быстрее образуются кристаллы льда.

Ледяной шарик из ста молекул воды вызвал спонтанное замерзание всей виртуальной "емкости" при температуре в 38 градусов Цельсия ниже нуля.

"Главный вывод нашей работы заключается в том, что сверхохлажденная вода не сохраняет свою стабильность при температурах ниже минус 41 градуса Цельсия, что не соответствует существующим теориям об ее устройстве. Это поможет уточнить климатические модели, описывающие формирование облаков", - заключают ученые.