1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что происходит с водой

Почему нельзя повторно кипятить воду?

Друзья, думаю многие из Вас слышали рассказы, что воду нельзя кипятить повторно. Другие рассказывают, что её вообще нельзя кипятить. Другие- что водопроводная вода вообще чуть ли не отравлена! Кому верить? Предлагаю собрать все факты во едино и сделать вывод о том, кто же прав, а кто виноват.

Часть 1. Что скрывается в воде?

И так, перед тем, как обсудить качество фактическое- предлагаю узнать нормы. В одном литре воды допускается содержание следующих веществ: хлоридов — не более 350 мг, нитратов — не более 45мг, сульфатов — не более 85 мг, а жесткость воды должна быть от 3,0 мг до 3,5 мг на литр. Если анализы водопроводной воды соответствуют этим нормам, то употребление ее считается не вредной для здоровья. Как уверяют специалисты, водопроводная вода, соответствующая всем санитарным нормам более безопасна для здоровья, чем родниковая или колодезная.

Но к сожалению не редко бывает, что в воде по различным причинам повышается содержание хлора. К тому же не забываем, что трубы, по которым десятки лет подаётся вода- тоже имеют свойство ржаветь, покрываться различными отложениями и оставлять другие «артефакты» времени. Как итог- в воде появляются соли тяжелых металлов — железа, меди, цинка, кадмия, никеля и многих других. Хотя справедливости ради стоит отметить, что так же их содержание зависит от многих факторов — местности, где происходит водозабор (иногда встречаются реки и озера с крайне высокой концентрацией тяжелых металлов), характера очистки воды, материалы, из которых состоит водопроводная сеть и ее состояние. Влияние на организм этих солей различное. Например, соли железа практически не оказывают воздействие на организм, однако в большой концентрации способны изменять вкусовые и цветовые качества водопроводной воды — мало кому приятно пить ржавую воду. Но соли меди способны вызывать поражение печени, кадмия — нарушение работы почек и центральной нервной системы, соли свинца вызывают анемию и хрупкость костей скелета (остеопороз). Особенно опасной в этом отношении водопроводная вода становиться после ремонта сети — при сварке стыков труб используются многие токсичные элементы, в частности мышьяк, который может вызвать острое отравление с поражением нервной системы и многих внутренних органов.

И если с хлором в воде справиться довольно просто, нужно лишь дать отстояться воде пару часов, то вот с остальными «добавками» дела обстоят сложнее. В следующих публикациях сайта max-info.by мы обязательно ещё поговорим на эту тему, а пока что перейдём ко второму вопросу нашей сегодняшней темы.

Часть 2. Вы всё ещё кипятите?

И так, для начала давайте разберёмся в вопросе, чем же вообще может быть опасно кипячение? На самом деле многие люди старшего поколения придерживаются мнения, что употреблять в пищу и для питья можно только кипяченую воду. Люди помоложе считают это чуть ли не предрассудком, ведь мы живем в двадцать первом веке и любая вода, поступающая в наши жилища, проходит многостадийную очистку и совершенно не принесет вреда здоровью. Вопрос качества водопроводной воды мы обсудили в первой части. Сейчас обсудим, что же происходит с водой при её кипячении?

И так, с одной стороны- казалось бы всё логично. Вспомните весь список из первой части публикации. Это уже не вода, это уже настоящий супчик из различных элементов и микробов. При кипячении, как мы помним, всё это погибает и мы пьём воду с трупиками микробов. Шутка! 🙂

на самом деле шутки шутками, но многие кипятят воду по два- три раза именно за тем, чтоб убить все микробы. Товарищи, температура кипения воды- 100 градусов. И если в воде были микроорганизмы, которые не выдержат этой температуры- они погибли сразу после закипания и при повторном- абсолютно ничего не изменится. Но вот другой вопрос, а не появляется ли в процессе кипячения других соединений?

На самом деле при кипячении убиваются множественные бактерии, снижается содержание хлора. Но…. Многочисленные исследования кипяченой воды показали, что тяжелые металлы не исчезают при таком способе обработки воды (хотя часть их и оседает в виде накипи), а некоторые частицы хлора могут вступать в контакт с другими элементами. В результате чего образуются хлорорганические соединения. Причем чем дольше вода кипит, тем больше таких соединений образуется. Т.е. результат закономерен, в процессе кипячения образуются диоксины, и чем дольше кипятить, тем больше этих соединений будет образовываться. Но стоит заметить, чтоб довести их содержание до критического- нужно вскипятить воду не один, не два и даже не три раза!

Какой итог можно подвести? Однозначно ответить на этот вопрос, к сожалению, не может никто. Концентрация хлорорганических соединений увеличивается с каждым кипячением, но при этом их содержание будет не настолько значительным, чтобы вызвать отравление или летальный исход. Пожалуй, главным минусом повторного кипячения можно назвать изменение вкусовых качеств воды. Это сильно портит чай или кофе, и не дает наслаждаться полнотой вкуса этих напитков.

Предложена новая теория, объясняющая, почему вода при нагревании от 0 до 4°C сжимается

Японский физик Масакадзу Мацумото выдвинул теорию, которая объясняет, почему вода при нагревании от 0 до 4°C сжимается, вместо того чтобы расширяться. Согласно его модели, вода содержит микрообразования — «витриты», представляющие собой выпуклые пустотелые многогранники, в вершинах которых находятся молекулы воды, а ребрами служат водородные связи. При повышении температуры конкурируют между собой два явления: удлинение водородных связей между молекулами воды и деформация витритов, приводящая к уменьшению их полостей. В диапазоне температур от 0 до 3,98°C последнее явление доминирует над эффектом удлинения водородных связей, что в итоге и дает наблюдаемое сжатие воды. Экспериментального подтверждения модели Мацумото пока что нет — впрочем, как и других теорий, объясняющих сжатие воды.

В отличие от подавляющего большинства веществ, вода при нагревании способна уменьшать свой объем (рис. 1), то есть обладает отрицательным коэффициентом теплового расширения. Впрочем, речь идет не обо всём температурном интервале, где вода существует в жидком состоянии, а лишь об узком участке — от 0°C примерно до 4°C. При больших температурах вода, как и другие вещества, расширяется.

Между прочим, вода — не единственное вещество, имеющее свойство сжиматься при увеличении температуры (или расширяться при охлаждении). Подобным поведением могут «похвастать» еще висмут, галлий, кремний и сурьма. Тем не менее, в силу своей более сложной внутренней структуры, а также распространенности и важности в разнообразных процессах, именно вода приковывает внимание ученых (см. Продолжается изучение структуры воды, «Элементы», 09.10.2006).

Некоторое время назад общепринятой теорией, отвечающей на вопрос, почему вода увеличивает свой объем при понижении температуры (рис. 1), была модель смеси двух компонент — «нормальной» и «льдоподобной». Впервые эта теория была предложена в XIX веке Гарольдом Витингом и позднее была развита и усовершенствована многими учеными. Сравнительно недавно в рамках обнаруженного полиморфизма воды теория Витинга была переосмыслена. Отныне считается, что в переохлажденной воде существует два типа льдообразных нанодоменов: области, похожие на аморфный лед высокой и низкой плотности. Нагревание переохлажденной воды приводит к плавлению этих наноструктур и к появлению двух видов воды: с большей и меньшей плотностью. Хитрая температурная конкуренция между двумя «сортами» образовавшейся воды и порождает немонотонную зависимость плотности от температуры. Однако пока эта теория не подтверждена экспериментально.

С приведенным объяснением нужно быть осторожным. Не случайно здесь говорится лишь о структурах, которые напоминают аморфный лед. Дело в том, что наноскопические области аморфного льда и его макроскопические аналоги обладают разными физическими параметрами.

Японский физик Масакадзу Мацумото решил найти объяснение обсуждаемого здесь эффекта «с нуля», отбросив теорию двухкомпонентной смеси. Используя компьютерное моделирование, он рассмотрел физические свойства воды в широком диапазоне температур — от 200 до 360 К при нулевом давлении, чтобы в молекулярном масштабе выяснить истинные причины расширения воды при ее охлаждении. Его статья в журнале Physical Review Letters так и называется: Why Does Water Expand When It Cools? («Почему вода при охлаждении расширяется?»).

Изначально автор статьи задался вопросом: что влияет на коэффициент теплового расширения воды? Мацумото считает, что для этого достаточно выяснить влияние всего трех факторов: 1) изменения длины водородных связей между молекулами воды, 2) топологического индекса — числа связей на одну молекулу воды и 3) отклонения величины угла между связями от равновесного значения (углового искажения).

Перед тем как рассказать о результатах, полученных японским физиком, сделаем важные замечания и разъяснения по поводу вышеупомянутых трех факторов. Прежде всего, привычная химическая формула воды H2O соответствует лишь парообразному ее состоянию. В жидкой форме молекулы воды посредством водородной связи объединяются в группы (H2O)x, где x — количество молекул. Наиболее энергетически выгодно объединение из пяти молекул воды (x = 5) с четырьмя водородными связями, в котором связи образуют равновесный, так называемый тетраэдральный угол, равный 109,47 градуса (см. рис. 2).

Проанализировав зависимость длины водородной связи между молекулами воды от температуры, Мацумото пришел к ожидаемому выводу: рост температуры рождает линейное удлинение водородных связей. А это, в свою очередь, приводит к увеличению объема воды, то есть к ее расширению. Сей факт противоречит наблюдаемым результатам, поэтому далее он рассмотрел влияние второго фактора. Как коэффициент теплового расширения зависит от топологического индекса?

Компьютерное моделирование дало следующий результат. При низких температурах наибольший объем воды в процентном отношении занимают кластеры воды, у которых на одну молекулу приходится 4 водородных связи (топологический индекс равен 4). Повышение температуры вызывает уменьшение количества ассоциатов с индексом 4, но при этом начинает возрастать число кластеров с индексами 3 и 5. Проведя численные расчеты, Мацумото обнаружил, что локальный объем кластеров с топологическим индексом 4 с повышением температуры практически не меняется, а изменение суммарного объема ассоциатов с индексами 3 и 5 при любой температуре взаимно компенсирует друг друга. Следовательно, изменение температуры не меняет общий объем воды, а значит, и топологический индекс никакого воздействия на сжатие воды при ее нагревании не оказывает.

Остается выяснить влияние углового искажения водородных связей. И вот здесь начинается самое интересное и важное. Как было сказано выше, молекулы воды стремятся объединиться так, чтобы угол между водородными связями был тетраэдральным. Однако тепловые колебания молекул воды и взаимодействия с другими молекулами, не входящими в кластер, не дают им этого сделать, отклоняя величину угла водородной связи от равновесного значения 109,47 градуса. Чтобы как-то количественно охарактеризовать этот процесс угловой деформации, Мацумото с коллегами, основываясь на своей предыдущей работе Topological building blocks of hydrogen bond network in water, опубликованной в 2007 году в Journal of Chemical Physics, выдвинули гипотезу о существовании в воде трехмерных микроструктур, напоминающих выпуклые полые многогранники. Позднее, в следующих публикациях, такие микроструктуры они назвали витритами (рис. 3). В них вершинами являются молекулы воды, роль ребер играют водородные связи, а угол между водородными связями — это угол между ребрами в витрите.

Читать еще:  Полив перца перед внесением удобрений

Согласно теории Мацумото, существует огромное разнообразие форм витритов, которые, как мозаичные элементы, составляют большую часть структуры воды и которые при этом равномерно заполняют весь ее объем.

Молекулы воды стремятся создать в витритах тетраэдральные углы, поскольку витриты должны обладать минимально возможной энергией. Однако из-за тепловых движений и локальных взаимодействий с другими витритами некоторые микроструктуры не обладают геометрией с тетраэдральными углами (или углами, близкими к этому значению). Они принимают такие структурно неравновесные конфигурации (не являющиеся для них самыми выгодными с энергетической точки зрения), которые позволяют всему «семейству» витритов в целом получить наименьшее значение энергии среди возможных. Такие витриты, то есть витриты, которые как бы приносят себя в жертву «общим энергетическим интересам», называются фрустрированными. Если у нефрустрированных витритов объем полости максимален при данной температуре, то фрустрированные витриты, напротив, обладают минимально возможным объемом.

Компьютерное моделирование, проведенное Мацумото, показало, что средний объем полостей витритов с ростом температуры линейным образом уменьшается. При этом фрустрированные витриты значительно уменьшают свой объем, тогда как объем полости нефрустрированных витритов почти не меняется.

Итак, сжатие воды при увеличении температуры вызвано двумя конкурирующими эффектами — удлинением водородных связей, которое приводит к увеличению объема воды, и уменьшением объема полостей фрустрированных витритов. На температурном отрезке от от 0 до 4°C последнее явление, как показали расчеты, преобладает, что в итоге и приводит к наблюдаемому сжатию воды при повышении температуры.

Осталось дождаться экспериментального подтверждения существования витритов и такого их поведения. Но это, увы, очень непростая задача.

Источник: Masakazu Matsumoto. Why Does Water Expand When It Cools? // Phys. Rev. Lett. 103, 017801 (2009).

Насколько полезно пить кипяченую воду

Вода играет важную роль для человека. Она участвует во всех процессах организма. Для поддержания нормальной жизнедеятельности нужно постоянно пополнять баланс жидкости в теле. Необходимо выпивать около 2 л воды в сутки.

Многие считают, что кипячение делает воду наиболее чистой и безопасной. Действительно, под действием высоких температур погибают патогенные микроорганизмы, и разрушаются вредные соединения (хлор и соли). Но также теряются и полезные микроэлементы, из-за чего приверженцы сырой воды называют кипяченую «мертвой».

Какая вода полезнее: кипяченая или сырая

Споры относительно того, какая вода полезней, какую лучше пить, не прекращаются на протяжении многих лет. С детства мы слышим о том, что сырую воду пить нельзя, это вредно для здоровья. Но так ли это?

Пить водопроводную воду можно. Так прописано санитарными нормами. В них же указано, что содержимое городских водопроводов не несет опасности для жизни и здоровья человека. Оно содержит количество солей, хлора и бактерий, не превышающее допустимую норму. К сожалению, реалии совершенно противоположны.

Водопроводы больших городов содержат практически всю таблицу Менделеева. При регулярном употреблении таких продуктов могут развиться проблемы с суставами, появятся камни в мочевом пузыре и почках.

Химический состав наполнения городского трубопровода зависит от географического расположения региона и состояния экологии. Наиболее загрязненная вода в промышленных и больших городах. Поэтому жители мегаполисов вынуждены прибегать к кипячению. Но остается вопрос, действительно ли полезна кипяченая вода.

Сырая жидкость содержит полезные для организма витамины и микроэлементы (кальций, магний, медь). Благодаря этому ее употребление оказывает благотворное влияние на здоровье. Но это касается очищенного и магазинного продукта.

При термической обработке большинство этих веществ оседает на дне посуды. Поэтому кипяченая вода не такая полезная для человека, как сырая. Но в сыром, не очищенном продукте кроме полезных веществ могут содержаться нитраты и ртуть. Даже при кипячении они никуда не деваются, и чем дольше длится термическая обработка, тем больше их концентрация.

Что происходит при кипячении воды

Всем известно, что обычная питьевая вода закипает при 100°С. Такая температура способна уничтожить часть болезнетворных микроорганизмов, и вода становится чище. Под действием высоких температур часть жидкости превращается в пар, а оставшаяся часть наполняется пузырьками. Постепенно их становится больше, и они по стенкам посуды поднимаются вверх.

Стремительное увеличение пузырьков приводит к помутнению, которое самостоятельно проходит после закипания.

Завершающий этап характерен интенсивным бурлением и активным выделением пара. При высоких температурах большинство микроэлементов и солей выпадают в осадок, откладываясь на стенках посуды в виде белого налета.

Также вскипяченая жидкость теряет практически все полезные вещества и кислород. Отсутствие кислорода не несет угрозы организму, но и пользы не принесет.

Однако, при этом врачи настаивают на пользе кипячения. Что в нем хорошего, если столько фактов говорит об обратном?

Польза кипячения воды

Чтобы ответить на вопрос, полезно ли пить кипяченую воду, необходимо тщательно изучить ее свойства. Понять, чего больше от кипяченой воды — пользы или вреда, можно только после сравнения этих характеристик. К достоинствам такой жидкости относится ее способность очищать организм от токсинов и вредных веществ.

Разовая термическая обработка воды помогает очистить кишечник, предотвратить запоры и улучшить усвоение пищи. К тому же прокипяченая вода более мягкая. При ее употреблении улучшается обмен веществ, циркуляция крови, расщепляются липиды, проходит жажда. Отмечается улучшение физической силы и активности мозга.

Колодезную и родниковую воду необходимо кипятить около 10 минут, но только при условии тщательного изучения ее состава и отсутствия бактерий и микробов.

Регулярное восполнение водного баланса обеспечивает снижение веса. Слегка остуженную жидкость применяют для устранения симптомов простуды (заложенности носа, боли в горле). Достаточно выпивать немного теплой воды, чтобы запустить организм и чувствовать себя комфортно в течение дня.

Для получения максимальной пользы, совсем необязательно доводить жидкость до кипения, достаточно ее немного подогреть.

Но при этом вредные вещества и патогенные микроорганизмы останутся. Поэтому, прежде чем пить, необходимо решить для себя, что важнее – благотворное влияние теплой воды или уничтожение опасных соединений. В идеале, можно изредка прибегать к терапии теплой водой для улучшения общего состояния и оздоровления организма.

Ученые отмечают следующее полезное действие кипяченой воды:

  • улучшение эластичности мышц и кожи;
  • нормализация пищеварения;
  • выведение токсинов;
  • активизация эндокринной системы;
  • стимуляция работы нервной системы.

Получить максимальную пользу от кипячения можно только при использовании родниковой воды. Термическая обработка рекомендуется в летний период, когда бактерии стремительно размножаются.

Вред кипячения для здоровья

Ученые доказали, что высокие температуры делают жидкость мягче, но не обеззараживают ее. Они утверждают, что повторно кипятить нельзя. Потому что чем больше термических обработок, тем больше накапливается вредных веществ. Всем, кто любит повторно вскипятить воду, стоит помнить, что она вредна для организма.

Она не только меняет свой вкус в худшую сторону, но и приобретает множество негативных характеристик: ухудшает работу внутренних органов, замедляет регенерацию кожи. После выпаривания меняется химическая структура продукта.

На негативное влияние кипячения указывают следующие факты:

  • хлорсодержащие элементы при выпадении в осадок соединяются с другими веществами и образуют токсичные канцерогены, способствующие развитию раковых процессов и появлению камней в почках;
  • нитраты, гербициды, нефтепродукты и тяжелые металлы сохраняются и концентрируются;
  • палочки бутулизма и вирус гепатита А погибают только после получасового непрерывного кипячения;
  • осадок на стенках посуды при повторной термообработке попадает вместе с жидкостью в организм.

При высоких температурах уходит кислород, который необходим человеческому организму. Регулярное употребление кипяченой воды приводит к вымыванию солей и минералов. Хранить ее долго нельзя, потому что спустя сутки в ней начинают образовываться патогенные микроорганизмы.

Вред от кипяченой воды действительно есть. Токсичность данной жидкости невысока, но при регулярном употреблении она будет медленно отравлять организм. Соли будут откладываться, что также негативно отразится на здоровье.

По мнению авторитетного педиатра Комаровского, такая вода неестественна для живых организмов. В качестве примера он приводит животных, которые пьют из рек и озер, и подчеркивает, что регулярное употребление «мертвой» воды приводит к вымыванию полезных веществ.

Основные правила кипячения

Соблюдение простых правил кипячения позволит людям пить любимую воду без вреда для организма. Главное правило – нельзя долго держать на огне. Чтобы убить вредные микроэлементы, достаточно дождаться образования первых пузырьков. Отсутствие длительной термообработки позволит сохранить максимальное количество полезных веществ.

Если долго кипятить пресную воду для питья, она утратит все полезные свойства. Речь идет о родниковой воде. Всю остальную нужно прогревать значительно дольше для уничтожения микобов. Повторное воздействие высокими температурами приведет к накоплению ядовитых веществ и увеличению токсичности жидкости. Кипятить нужно необходимый объем на один раз.

Основные задачи кипячения:

  • смягчение жесткости;
  • нейтрализация вредных веществ;
  • устранение бактерий и микробов.

Кипятить нужно отфильтрованную или отстоянную жидкость, очищенную от вредных примесей. При нарушении технологии кипячения продукт превращается в яд.

Правила употребления кипяченой воды

Поклонникам обязательной термообработки необходимо знать, что набольший вред кипяченой воды от того, что ее неправильно употребляют. Чтобы защитить себя от возможного риска, необходимо соблюдать правила ее употребления.

Настоящую опасность представляет собой термообработка в электрочайнике низкого качества. Многие недобросовестные производители используют токсичные материалы.

При повышении температуры эти материалы начинают выделять ядовитые соединения, и те вместе с чаем или кофе попадают в организм. Там они провоцируют развитие серьезных заболеваний. Чтобы защитить себя от возможных негативных последствий, необходимо покупать посуду у проверенных и надежных поставщиков.

Пить жидкость нужно после того, как она немного охладится, но не стоит дожидаться полного остывания. Максимальное количество полезных веществ именно в теплой жидкости. Кипяток вызывает ожоги и развитие язв, воспаление слизистой желудка и панкреатита.

Регулярное употребление такого напитка вызывает развитие хронических заболеваний органов пищеварения. Также он разрушает зубную эмаль и провоцирует многие проблемы со здоровьем.

Если заготовка делается впрок, то кипяченый продукт стоит перелить в банку или другую стеклянную емкость и плотно закрыть крышкой. Хранить его в той же емкости, в которой осуществлялось кипячение, категорически нельзя. После каждого кипячения чайник нужно очищать от осадка и накипи. Дольше 3-х часов хранить продукт, прошедший термическую обработку, не стоит. Смешивать сырой и кипяченый продукт нельзя.

Не стоит ограничиваться только кипяченой жидкостью. Организм должен получать необходимые ему полезные вещества. Людям, занимающимся своим здоровьем, рекомендуется чередовать употребление кипяченой и сырой жидкости. Под сырой подразумевается бутилированная вода.

Также можно использовать фильтрацию напитков, но не забывать о регулярной замене фильтров. Кипятить воду из крана нужно обязательно.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что кипяченую жидкость можно, а иногда и нужно пить.

Вода необычной формы может быть самой распространенной во Вселенной

Недавно в Лаборатории лазерной энергетики в Брайтоне, штат Нью-Йорк, один из самых мощных лазеров в мире ударил в каплю воды, создав ударную волну, которая подняла давление в этой воде до миллионов атмосфер, а температуру — до тысяч градусов. Рентгеновские лучи, которые прошли через эту каплю в ту же долю секунды, явили человечеству первый проблеск воды в таких экстремальных условиях. Они показали, что вода внутри ударной волны не стала перегретой жидкостью или газом. Нет, вода замерзла.

Читать еще:  Этапы строительства открытого бассейна из бетона

Оказывается вода может быть разной формы.

Как это ни парадоксально, атомы воды замерзли, образовав кристаллический лед. Впрочем, как и предполагали физики, щурящиеся на экраны в соседней комнате.

«Вы слышите выстрел и в тот же момент видите, что произошло нечто интересное», говорит Мариус Милло из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, который проводил эксперимент вместе с Федерикой Коппари.

Что происходит с водой при высоком давлении и температуре?

Результаты этой работы, опубликованной на этой неделе в Nature, подтверждают существование «суперионного льда», новой фазы воды с причудливыми свойствами. В отличие от знакомого вам льда, который можно найти в морозилке или на северном полюсе, суперионный лед черный и горячий. Кубик такого льда весил в четыре раза больше обычного. Впервые его существование было предсказано более 30 лет назад, и хотя его до сих пор никогда не видели, ученые считают, что он может быть одним из самых распространенных видов воды во Вселенной.

Даже в Солнечной системе большая часть воды, вероятно, находится в форме суперионного льда — в недрах Урана и Нептуна. Ее больше, чем жидкой воды в океанах Земли, Европы и Энцелада. Открытие суперионного льда могло бы решить старые загадки о составе этих «ледяных гигантов».

Ученые уже обнаружили восемнадцать изумительных архитектур ледяного кристалла, включая гексагональное расположение молекул воды в обычном льду (Ih). После льда-I, который бывает двух форм, Ih и Ic, остальные формы пронумерованы от II до XVII по порядку открытия. Да, «лед-9» на самом деле существует, но его свойства вовсе не такие, как в романе Курта Воннегута «Колыбель для кошки».

Суперионный лед может претендовать на мантию льда-XVIII. Это новый кристалл, но есть в нем одно но. Все ранее известные водяные льды состоят из неповрежденных молекул воды, в которых один атом кислорода связан с двумя атомами водорода. Но суперионный лед, как показывают новые измерения, не такой. Он существует в некоем сюрреалистическом лимбе, наполовину твердом, наполовину жидком. Отдельные молекулы воды распадаются. Атомы кислорода формируют кубическую решетку, но атомы водорода разливаются свободно, протекая, как жидкость, через жесткую клетку кислорода.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Специалисты говорят, что обнаружение суперионного льда оправдывает компьютерные прогнозы, которые могут помочь физикам-материаловедам создавать будущие вещества с индивидуальными свойствами. А обнаружение этого льда требовало сверхбыстрых измерений и точного контроля температуры и давления, что стало возможным лишь в условиях усовершенствования экспериментальных методов.

«Все это было невозможно сделать, скажем, пять лет назад», говорит Кристоф Зальцманн из Лондонского университетского колледжа, который открыл льды-XIII, -XIV и XV. «Это безусловно окажет огромное влияние».

Физик Ливия Бове из Национального центра научных исследований Франции считает, что поскольку молекулы воды распадаются, это не совсем новая фаза воды. «Это новое состояние вещества, что довольно впечатляюще».

Паззлы на льду

Физики охотились за суперионным льдом много лет — с тех пор, как примитивная компьютерная симуляция Пьерфранко Демонтиса в 1988 году предсказала, что вода примет эту странную, почти металлическую форму, если вытолкнуть ее за пределы карты известных ледяных фаз.

Моделирование показало, что под сильным давлением и теплом молекулы воды разрушаются. Атомы кислорода заключаются в кубическую решетку, а «водород начинает прыгать из одного положение в кристалле в другое, снова и снова», говорит Милло. Эти прыжки между узлами решетки настолько быстрые, что атомы водорода — которые ионизируются, превращаясь, по сути, в положительно заряженные протоны — ведут себя как жидкость.

Появилось предположение, что суперионный лед будет проводить электричество, как металл, и водород будет выполнять роль электронов. Наличие этих свободных атомов водорода также усилит беспорядочность льда, его энтропию. В свою очередь, увеличение энтропии сделает лед стабильнее, чем другие виды ледяных кристаллов, в результате чего его температура плавления вырастет.

Представить это все легко, поверить в это — трудно. Первые модели использовали упрощенную физику, продираясь сквозь квантовую природу реальных молекул. Более поздние симуляции добавили больше квантовых эффектов, но все же обошли фактические уравнения, необходимые для описания взаимодействия нескольких квантовых тел, которое слишком трудно рассчитать. Вместо этого они полагались на приближения, что повышало вероятность того, что весь этот сценарий окажется миражом в симуляции. Эксперименты, между тем, не могли создать необходимое давление и произвести достаточно тепла, чтобы расплавить это прочное вещество.

И когда все уже забросили эту затею, планетологи высказали собственные подозрения, что у воды может быть суперионная фаза льда. Примерно в то же время, когда эта фаза была впервые предсказана, зонд «Вояджер-2» отправился во внешнюю солнечную систему и обнаружил что-то странное в магнитных полях ледяных гигантов Урана и Нептуна.

Поля вокруг других планет Солнечной системы, по-видимому, состоят из строго определенных северного и южного полюса, без особой другой структуры. Похоже на то, как будто в них находятся стержневые магниты, выровненные по осям вращения. Планетологи связывают это с «динамо»: внутренними областями, где проводящие жидкости поднимаются и вращаются по мере вращения планеты, создавая огромные магнитные поля.

Напротив, магнитные поля, исходящие от Урана и Нептуна, выглядели более громоздкими и сложными, с более чем двумя полюсами. Они также не выравнивались близко к вращению своих планет. Один из способов добиться такого состоит в том, чтобы каким-то образом ограничить проводящую жидкость, ответственную за динамо, лишь тонкой внешней оболочкой планеты, вместо того, чтобы позволить ей проникнуть внутрь ядра.

Но идея о том, что эти планеты могут иметь твердые ядра, не способные генерировать динамо, не казалась реалистичной. Если бы вы пробурили эти ледяные гиганты, вы бы ожидали сперва столкнуться со слоем ионной воды, которая будет течь, проводить токи и участвовать в динамо. Кажется, что даже более глубокий материал, даже при более высоких температурах также будет жидкостью, но это наивно. У планетологов есть шутка о том, что недра Урана и Нептуна вообще не могут быть твердыми. Но оказалось, что могут.

Взрывной лед

Коппари, Милло и их команда собрали кусочки головоломки вместе.

В более раннем эксперименте, опубликованном в феврале 2018 года, физики получили косвенные доказательства существования суперионного льда. Они сжимали каплю воды комнатной температуры между заостренными концами двух ограненных алмазов. Когда давление поднялось примерно до гигапаскаля, что примерно в 10 раз больше, чем на дне Марианской впадины, воды превратилась в тетрагональный кристалл, лед-VI. На 2 гигапаскалях он перешел в лед-VII, более плотную, кубическую форму, прозрачную для невооруженного глаза, которая, как недавно обнаружили ученые, также существует в крошечных карманах внутри природных алмазов.

Такая вода нам привычна.

Затем, используя лазер OMEGA в Лаборатории лазерной энергетики, Милло и его коллеги нацелились на лед-VII, все еще зажатый между алмазными наковальнями. Когда лазер ударил по поверхности алмаза, он испарил материал вверх, по сути отбросив алмаз в противоположном направлении и отправив ударную волну через лед. Команда Милло обнаружила, что сверхсдавленный лед расплавился при температуре порядка 4700 градусов по Цельсию, как и ожидалось для суперионного льда, и что он проводил электричество, благодаря движению заряженных протонов.

После того, как прогнозы относительно объемных свойств суперионного льда подтвердились, новое исследование Коппари и Милло должно было подтвердить его структуру. Если вы хотите подтвердить кристаллическую природу, вам нужна дифракция рентгеновских лучей.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Их новый эксперимент пропустил лед-VI и лед-VII вообще. Вместо этого команда просто разбила воду между алмазными наковальнями лазерными выстрелами. Спустя миллиардные доли секунды, пока ударные волны проникали сквозь и вода начала кристаллизоваться в нанометровые кубики льда, ученые добавили еще 16 лазерных лучей, чтобы испарить тонкий кусок железа рядом с образцом. Получившаяся плазма залила кристаллизующуюся воду рентгеновскими лучами, которые затем дифрагировали от кристаллов льда и позволили команде различить их структуру.

Атомы в воде перестроились в давно предсказанную, но никогда ранее не виданную архитектуру, лед-XVIII: кубическую решетку с атомами кислорода на каждом углу и в центре каждой грани.

«Это настоящий прорыв», говорит Коппари.

«Тот факт, что существование этой фазы не является артефактом квантово-молекулярного динамического моделирования, а вполне реально — это очень радует», говорит Бове.

Что такое супер лед

И такого рода успешная перекрестная проверка как моделирования, так и настоящего суперионного льда предполагает, что конечная «мечта» исследователей физики материалов может быть вскоре достигнута. «Вы говорите мне, какие свойства материала вам нужны, мы идем к компьютеру и теоретически выясняем, какой материал и какая кристаллическая структура вам нужна», говорит Раймонд Джанлоз, ученый Калифорнийского университета в Беркли.

Новый анализ также намекает на то, что хотя суперионный лед действительно проводит некоторое электричество, он является рыхловатым, но твердым веществом. Он будет понемногу растекаться, но течь — нет. Таким образом, жидкие слои внутри Урана и Нептуна могут остановиться примерно на 8000 километрах вглубь планеты, где начнется огромная мантия зыбкого суперионного льда. Это ограничивает большинство действий динамо на меньших глубинах, учитывая необычные поля планет.

Другие планеты и луны Солнечной системы, вероятно, не располагают внутренними температурами и давлениями, которые позволили бы существовать суперионному льду. Но множество экзопланет размеров ледяных гигантов позволяют предположить, что это вещество — суперионный лед — будет распространен в ледяных мирах по всей галактике.

Конечно, ни одна планета не будет содержать одну только воду. Ледяные гиганты в нашей Солнечной системе также замешаны из метана и аммиака. Степень, в которой суперионное поведение на самом деле находит место в природе, «будет зависеть от того, существуют ли эти фазы, когда мы замешиваем воду с другими материалами», говорят ученые. Впрочем, суперионный аммиак также должен существовать.

Эксперименты продолжаются. Как думаете, узнаем ли мы однажды, что находится в центре крупнейших тел в нашей Солнечной системе? Поделитесь мнением в нашем чате в Телеграме.

Кипяченая вода: польза и вред, применение для похудения

Сегодня крайне редко можно увидеть людей, которые пьют воду из-под крана. За исключением тех случаев, когда краны оснащены очистительными системами. Каждый прекрасно осведомлен об экологическом положении в стране и состоянии городских водопроводов, поэтому многие отдают предпочтение бутилированной воде, используют специальные фильтры или же подвергают водопроводную жидкость кипячению.

Что происходит с водой во время кипячения

В физике понятие кипячения подразумевает переход вещества из одного агрегатного состояния в другое, в данном случае из жидкого в парообразное, сопровождаемый образованием пузырьков при температуре 100 градусов по Цельсию. Условно весь процесс делится на следующие этапы:

  1. На дне ёмкости начинают образовываться небольшие пузырьки, которые постепенно поднимаются на поверхность жидкости, преимущественно группируясь у стенок ёмкости;
  2. Образуется много пузырьков. Именно они служат причиной помутнения, а затем побеления жидкости. Этот этап носит название «белый ключ», поскольку процесс напоминает бег родниковой воды. Любители кофе и чая, как правило, снимают чайник с плиты на этом этапе, лишая жидкость возможности закипеть;
  3. Последний этап — интенсивное бурление, обильное выделение пара и лопание пузырьков.
Читать еще:  Система подземного полива огорода своими руками

Польза и вред кипячёной воды до сих пор вызывают множество сомнений. Подвергнув кипячению водопроводную жидкость, мы решаем следующие задачи:

  • Уменьшается содержание хлора;
  • Жидкость становится мягче;
  • Погибают патогенные/вредоносные микроорганизмы.

В этом и заключается вся польза кипячёной воды. Большая часть бактерий гибнет, а жёсткие соли выпадают в осадок, который можно увидеть на дне ёмкости. Кипячение особенно актуально в жаркую погоду, когда количество болезнетворных организмов существенно растёт, невзирая на хлорирование.

Однако недостатком служит то, что кипячение неспособно уничтожить палочку ботулизма и вирус гепатита А. Помимо этого, если жидкость долго стоит, то бактерии могут попасть в неё вновь, поэтому нецелесообразно хранить её более двух дней. Из-за испарения жидкости концентрация определённых солей в ёмкости становится выше.

Полезно ли пить кипячёную воду, будет зависеть от ее качества. Кипячение жидкости из родника/ колодца, лишённой тяжёлых солей и хлора, избавляет от патогенных микроорганизмов. Для сохранения вкуса рекомендуется кипятить не более одной минуты, а для уничтожения бактерий недостаточно и 10 минут.

Вред и опасность

Многие люди убеждены, что кипячёная жидкость не может быть вредной, более того, считают, что повторная термическая обработка позволит уничтожить абсолютно все вредные вещества и микробы. Экспертами в ходе исследований было установлено, что термическая обработка неспособна полностью обеззаразить жидкость, она лишь делает её мягче. А постоянно «кипятить кипяток» — значит, наносить непоправимый урон своему здоровью.

Ученые доказали, что некипяченая жидкость отличается от кипяченой тем, что после обработки становится «мертвой», поскольку вместе с вредоносными примесями из нее улетучивается и кислород. «Мертвая» жидкость не приносит организму человека абсолютно никакой пользы, напротив, только вред.

Питье кипяченой жидкости вредно, и об этом свидетельствуют следующие факты:

  • Для уничтожения палочки ботулизма и гепатита, А необходимо не менее 15−30 минут непрерывной термической обработки. В электрических чайниках выставлен автоматический режим отключения, когда температура достигнет 100 градусов.
  • Накипь, которая оседает на стенках емкости, при повторном кипячении растворяется в воде и попадает в организм человека вместе с жидкостью. Вредные вещества накапливаются, способствуя развитию заболеваний сердца, почек, суставов, а также служат причиной инфарктов.
  • При достижении температуры в 100 градусов в воде разрушаются хлоросодержащие вещества и выпадают в осадок, соединяются с другими веществами, образуя канцерогены — диоксины, тригалометаны. Эти сегменты намного опаснее хлора, поскольку именно они служат причиной развития онкологических заболеваний. Диоксины даже в малых концентрациях вызывают мутагенные преобразования клеток.
  • Нефтепродукты, тяжёлые металлы, фенол, пестициды, нитраты и гербициды в процессе кипячения не разрушаются.

Помните, что нельзя подвергать кипяченую жидкость повторной обработке, поскольку кипение делает ее еще более вредной. Жидкость после многократной термической обработки становится непригодной для употребления, она не только изменяет свои вкусовые особенности, но и ухудшает работу жизненно важных органов и систем, приостанавливает процессы регенерации тканей. Химики утверждают, что многократное выпаривание приводит к изменению нормальной формулы воды.

При повторном нагревании кислород улетучивается, а концентрация опасных солей увеличивается. Токсичность такого напитка ничтожно мала, но она имеет накопительный эффект.

Польза кипяченой воды

Принято полагать, что жидкость, которая однократно кипятилась, улучшает физическую и умственную активность, способствует улучшению циркуляции крови и выводит из организма шлаки/токсины/соединения тяжелых металлов.

Народные целители утверждают, что натощак следует регулярно употреблять теплую кипяченую воду, аргументируя это тем, что она способна ускорять расщепление жиров и улучшать обмен веществ. В действительности такими свойствами обладает любая теплая чистая жидкость, поэтому «волшебство» заключается не в кипячении.

Какая вода полезнее: кипяченая или сырая? Процесс кипячения делает ее лучше, лишая жесткости и бактерий, но в то же время не делает ее полностью безопасной и полезной. Использовать ее следует лишь в том случае, если другие варианты очищения воды на данный момент недоступны. В таком случае она позволит минимизировать иски отравлений и других нежелательных явлений. Но кипятить жидкость следует не менее 10−15 минут, а наши электрические чайники на это не рассчитаны.

Помните, что кипячёную воду не следует хранить там, где она нагревалась. Рекомендуется переливать ее в стеклянную емкость. Что касается чайника, то в нем необходимо каждый раз удалять остатки накипи.

Какую воду лучше пить

Если хотите принести максимальную пользу своему организму, то отдавайте предпочтение только очищенной воде. Для этого можно использовать специальные фильтры, которые можно приобрести без проблем. Они позволяют сырую воду «правильно» очистить от вредных компонентов, бактерий, хлора, тяжелых металлов. Существует несколько видов фильтров: одни имеют форму кувшина, а другие устанавливаются на водопроводный кран, и из него сразу течет очищенная вода. Альтернативный вариант — бутилированная вода. Она гарантировано не наносит вреда организму человека и проходит все необходимые стадии очистки.

Если вы лишены пока такой возможности, то отдавайте предпочтение не сырой, а кипяченой жидкости.

Применение кипяченой жидкости во время беременности

Чтобы беременность протекала легко, женщина должна уделять особое внимание не только рациону своего питания, но и качеству употребляемой воды. Поступление необходимого количества жидкости обеспечивает надлежащий кровоток к плоду, улучшает эластичность тканей, увеличивает объем крови будущей матери и формирует нормальный объем околоплодных вод.

Не стоит употреблять во время беременности водопроводную кипяченую жидкость. В ее состав входят органические соединения, соли и тяжелые примеси, которые пагубно отражаются на физическом состоянии женщины и развивающемся в ее утробе ребенке. Нужный объем жидкости обеспечит бутилированная вода высшей категории, которая обогащена кислородом. Она прекрасно воспринимается организмом человека, способствуя не только нормальному течению беременности, но и полноценному развитию плода.

Кипяченая вода для похудения

Утром натощак рекомендуется употреблять один стакан теплой очищенной жидкости, чтобы запустить обмен веществ и обеспечить организм энергией. Оптимальный уровень водного баланса позволяет очистить слизистые оболочки внутренних органов, а также наполнить желудок и запустить деятельность мочеполовой системы.

В надежде избавиться от лишних килограммов женщина обязательно должна добавлять в стакан сок лимона. Кипяченой жидкости свойственен специфический вкус, который удастся нейтрализовать благодаря цитрусовому фрукту.

Разумеется, лучше использовать очищенную или бутилированную воду, но если это невозможно, то жидкость, подвергнутую термической обработке, следует пить за полчаса до еды, а также через 2 часа после. В течение суток необходимо выпивать не менее 8 стаканов. В комплексе с физическими упражнениями и сбалансированным питанием оптимальный водный баланс поможет избавиться от лишних сантиметров на талии и зарядит энергией.

Навигация по записям

Кипяченая вода – польза и вред

Кипяченая вода – польза и вред

Хорошее самочувствие человека во многом зависит от сбалансированного питания и употребления достаточного количества жидкости и воды. Всем известно, что отсутствие пищи человек может выдержать несколько дней, а вот при отсутствии воды мы чувствуем себя плохо уже в первые сутки. Но какую же воду пить – кипяченую или нет, и в чем разница, давайте разберемся.

Кипяченая вода – это жидкость, которую в емкости довели примерно до температуры 100 градусов, а именно до появления бурлящих пузырьков. Часть воды при этом испаряется.

Опыты и исследования влияния воды на организм человека не прекращаются. Однако привести веские аргументы в пользу того или иного состояния важнейшей для человека жидкости пока не может никто.

В своих рассуждениях люди по-прежнему делятся на два лагеря, каждый из которых имеет свою точку зрения на употребление кипяченой или сырой воды.

кипяченая вода

Изменение воды с кипячением

Как же влияет кипячение воды на ее свойства? Рассмотрим положительные изменения.

Очищение

При нагревании жидкости до высоких температур в ней погибают болезнетворные бактерии и микроорганизмы. Тоже происходит и с водой при кипячении. Кроме того, при кипячении разрушаются вредные соединения, например, хлориды. Появляющиеся при этом соли оседают на стенках емкости, в которой кипятилась вода.

Лучше вкус

Разрушение химических соединений и выведение в осадок солей приводит к размягчению воды, от чего ее вкус улучшается. Именно в этих целях мы кипятим воду для заваривания чая и кофе.

То, что еще происходит с водой при кипячении, нельзя назвать положительными изменениями, и об этом нужно знать.

Изменение структуры

Вода, которая находится в нашем организме, имеет «живую» молекулярную структуру. Беда в том, что при кипячении структура молекул воды разрушается. Употребление жидкости с разрушенной молекулярной структурой приводит к тому, что организм, в который как бы поступает живительная влага, испытывает недостаток в воде с природными свойствами. В результате – негативное влияние, преждевременное старение, подверженность заболеваниям.

Осадок

Видимый осадок, который при кипячении воды оседает на стенках, может негативно влиять на жидкость, если ее оставить на длительное время в этой же емкости. Дело в том, что происходит обогащение воды вредными солями и употребление такой воды становится вредным. Как следствие, страдают почки и сосуды, кости.

Бактерии

Нагревание воды до кипения, а обычно это происходит в электрических чайниках с автоматическим отключением, не приводит к уничтожению всех вредоносных бактерий, которым необходимо длительное кипячение для уничтожения. Поэтому не всегда кипяченая вода является абсолютно чистой жидкостью.

Новые соединения

Считающееся раньше разрушение хлоридов при кипячении с развитием технологий определено как изменение одних соединений в другие. Так, при кипячении выявлено образование тригалометанов, которые оставляют в жидкости ртуть, соли железа, что много хуже нахождения хлоридов в составе воды. Испарения хлористых соединений можно добиться просто отстаивая воду в стеклянной емкости на свету.

Когда кипячение во вред

Появление новых соединений и превращение бесполезной кипяченой жидкости во вредную происходит при длительном кипячении и при повторном нагревании жидкости до температуры кипения.

Употребление перекипяченной «мертвой» воды приводит к ослаблению организма , к поражению вирусными инфекциями, к разрушению костной ткани.

Когда кипячение воды происходит в одной и той же емкости, то особенно опасной является реакция уже осевших на стенках солей с жидкостью. Поэтому очень важно после каждого кипячения смывать осадок перед следующим.

Правила употребления кипяченой воды:

  • нельзя хранить воду в емкости, в которой ее кипятили;
  • кипяченую воду лучше после кипячения переливать в стеклянную емкость;
  • чайник необходимо начисто вымывать от накипи после каждого кипячения;
  • при остывании жидкости нельзя кипятить ее заново, лучше для этого взять новую порцию свежей воды;
  • нельзя отказываться полностью от употребления не кипяченой воды.

Учитывая полезные и вредные свойства кипяченой воды и не забывая о правилах ее употребления, можно безопасно готовить горячие напитки. Однако для наполнения организма живительной влагой требуется употребление сырой воды. Используйте талую воду или очищающие фильтры, чтобы максимально очистить сырую воду перед употреблением и сохранить ее полезные свойства.

Статью о правильном питании читайте здесь.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector