Четвърто състояние на материята. Плазма – четвърто агрегатно състояние Вода в 4-то агрегатно състояние

Мисля, че всеки знае трите основни състояния на материята: течно, твърдо и газообразно. Сблъскваме се с тези състояния на материята всеки ден и навсякъде. Най-често те се разглеждат на примера на водата. Течното състояние на водата е най-познато за нас. Постоянно пием течна вода, тя тече от нашия кран, а ние самите сме 70% течна вода. Второто агрегатно състояние на водата е обикновен лед, който виждаме на улицата през зимата. Водата също е лесно да се намери в газообразна форма в ежедневието. В газообразно състояние водата, както всички знаем, е пара. Вижда се, когато например сварим чайник. Да, точно при 100 градуса водата преминава от течна в газообразна.

Това са трите състояния на материята, които са ни познати. Но знаете ли, че всъщност има 4 от тях? Мисля, че всеки е чувал думата " плазма" И днес искам да научите повече за плазмата - четвъртото състояние на материята.

Плазмата е частично или напълно йонизиран газ с еднаква плътност както на положителните, така и на отрицателните заряди. Плазмата може да се получи от газ - от 3-то агрегатно състояние на вещество чрез силно нагряване. Състоянието на агрегация като цяло всъщност напълно зависи от температурата. Първото агрегатно състояние е най-ниската температура, при която тялото остава твърдо, второто агрегатно състояние е температурата, при която тялото започва да се топи и става течно, третото агрегатно състояние е най-високата температура, при която веществото става газ. За всяко тяло, вещество, температурата на преход от едно агрегатно състояние към друго е напълно различна, за някои е по-ниска, за някои по-висока, но за всички тя е строго в тази последователност. При каква температура веществото се превръща в плазма? Тъй като това е четвъртото състояние, това означава, че температурата на преход към него е по-висока от тази на всяко предишно. И наистина е така. За да се йонизира газ, е необходима много висока температура. Най-нискотемпературната и нискойонизирана (около 1%) плазма се характеризира с температура до 100 хиляди градуса. При земни условия такава плазма може да се наблюдава под формата на светкавица. Температурата на канала на мълнията може да надхвърли 30 хиляди градуса, което е 6 пъти по-високо от температурата на повърхността на Слънцето. Между другото, Слънцето и всички други звезди също са плазма, най-често високотемпературна. Науката доказва, че около 99% от цялата материя във Вселената е плазма.

За разлика от нискотемпературната плазма, високотемпературната плазма има почти 100% йонизация и температура до 100 милиона градуса. Това наистина е звездна температура. На Земята такава плазма се среща само в един случай - за експерименти с термоядрен синтез. Управлението на реакцията е доста сложно и енергоемко, но неконтролираната реакция е доста ранна - действаше като оръжие с колосална мощ - термоядрена бомба, изпробвана от СССР на 12 август 1953 г.

Плазмата се класифицира не само по температура и степен на йонизация, но и по плътност и квазинеутралност. Колокация плътност на плазматаобикновено означава електронна плътност, тоест броят на свободните електрони на единица обем. Е, с това мисля, че всичко е ясно. Но не всеки знае какво е квазинеутралитет. Квазинеутралността на плазмата е едно от най-важните й свойства, което се състои в почти точното равенство на плътностите на положителните йони и електрони, включени в нейния състав. Поради добрата електрическа проводимост на плазмата, разделянето на положителни и отрицателни заряди е невъзможно на разстояния, по-големи от дължината на Дебай и на моменти, по-големи от периода на плазмените трептения. Почти цялата плазма е квазинеутрална. Пример за неквазинеутрална плазма е електронен лъч. Плътността на неутралните плазми обаче трябва да е много малка, в противен случай те бързо ще се разпаднат поради отблъскване на Кулон.

Разгледахме много малко земни примери за плазма. Но има доста от тях. Човекът се е научил да използва плазмата за собствена полза. Благодарение на четвъртото агрегатно състояние на материята можем да използваме газоразрядни лампи, плазмени телевизори, зоо-рами, електродъгово заваряване, лазер-рами. Конвенционалните газоразрядни флуоресцентни лампи също са плазмени. В нашия свят има и плазмена лампа. Използва се главно в науката за изучаване и, най-важното, за виждане на някои от най-сложните плазмени явления, включително филаментация. Снимка на такава лампа може да се види на снимката по-долу:

В допълнение към домашните плазмени устройства, на Земята често може да се види и естествена плазма. Вече говорихме за един от нейните примери. Това е мълния. Но в допълнение към светкавицата, плазмените явления могат да бъдат наречени северно сияние, „огънят на Свети Елмо“, йоносферата на Земята и, разбира се, огън.

Забележете, че огънят, светкавицата и други проявления на плазмата, както я наричаме, горят. Какво причинява такова ярко излъчване на светлина от плазмата? Плазменото сияние се причинява от прехода на електрони от високоенергийно състояние към нискоенергийно състояние след рекомбинация с йони. Този процес води до излъчване със спектър, съответстващ на възбудения газ. Ето защо плазмата свети.

Бих искал също така да говоря малко за историята на плазмата. В края на краищата, някога само такива вещества като течния компонент на млякото и безцветния компонент на кръвта са се наричали плазма. Всичко се промени през 1879 г. През тази година известният английски учен Уилям Крукс, докато изучаваше електрическата проводимост на газовете, откри феномена плазма. Вярно, това състояние на материята е наречено плазма едва през 1928 г. И това е направено от Ървинг Лангмюр.

В заключение искам да кажа, че такъв интересен и мистериозен феномен като кълбовидната мълния, за който съм писал повече от веднъж на този сайт, разбира се, също е плазмоид, като обикновената мълния. Това е може би най-необичайният плазмоид от всички земни плазмени явления. В крайна сметка има около 400 различни теории за кълбовидната мълния, но нито една от тях не е призната за наистина вярна. В лабораторни условия подобни, но краткотрайни явления са получени по няколко различни начина, така че въпросът за природата на кълбовидната мълния остава открит.

Обикновената плазма, разбира се, също е създадена в лаборатории. Някога това беше трудно, но сега подобен експеримент не е особено труден. Тъй като плазмата твърдо навлезе в нашия ежедневен арсенал, те експериментират много с нея в лабораториите.

Най-интересното откритие в областта на плазмата бяха експериментите с плазма при нулева гравитация. Оказва се, че плазмата кристализира във вакуум. Това се случва така: заредените плазмени частици започват да се отблъскват и когато имат ограничен обем, те заемат пространството, което им е определено, разпръсквайки се в различни посоки. Това е доста подобно на кристална решетка. Това не означава ли, че плазмата е затварящото звено между първото състояние на материята и третото? В крайна сметка тя се превръща в плазма поради йонизацията на газа, а във вакуум плазмата отново става твърда. Но това е само мое предположение.

Плазмените кристали в космоса също имат доста странна структура. Тази структура може да се наблюдава и изучава само в космоса, в реалния вакуум на космоса. Дори ако създадете вакуум на Земята и поставите плазма там, гравитацията просто ще компресира цялата „картина“, която се образува вътре. В космоса плазмените кристали просто излитат, образувайки триизмерна триизмерна структура със странна форма. След изпращането на резултатите от наблюдението на плазмата в орбита на учените на Земята се оказа, че вихрите в плазмата странно повтарят структурата на нашата галактика. Това означава, че в бъдеще ще бъде възможно да се разбере как се е родила нашата галактика чрез изучаване на плазмата. Снимките по-долу показват същата кристализирана плазма.

Това е всичко, което бих искал да кажа по темата за плазмата. Надявам се да ви заинтересува и изненада. В края на краищата това наистина е невероятно явление или по-скоро състояние - 4-то състояние на материята.

Всяко вещество, което съществува в природата, има. Вещество от всякакъв вид, нагрято до невероятни температури, може да се превърне в плазма, но не и . Може би това е едно от онези вещества, които се различават по природа. Какво може да се направи с течността, за да се получи мистериозно четвърто състояние, което е различно от плазмата?

В търсене на неизвестното

Така нареченото мистериозно състояние на водата е уникална течност, открита преди много години от Дерягин, която по своите физически свойства е подобна на всички други вещества. Тоест, когато температурата падне до 0 градуса и по-долу, плътността му пада. По същество може да се нарече молекулярна вода, но това е прекалено опростяване и всъщност не отговаря на въпроса защо възниква това явление.

Как се образува? Необичайни природни явления накараха учените да смятат, че има специални условия, при които течността остава течна дори при минусови температури. Какво трябваше да се направи в естествени условия за това? Някъде в Арктическия кръг (и дори малко по на север) има феномен на облачност на голяма надморска височина. Ако в средните ширини и на юг облаците не се издигат над 10 километра, то на север нощните облаци са над 80 километра. Това е много високо, но след това се оказва, че водата може да съществува при отрицателни температури.

Удивително несъответствие

Откъде идва този теоретичен парадокс? Състоянието на агрегат се променя, когато водата достигне температура от 0 градуса. А облаците, които се носят на височина от 10 километра, все още са в положителната температурна зона. На надморската височина, където са открити леки нощни облаци, дори няма зони с положителни температури. Близостта на космическото пространство и отдалечеността от повърхността на Земята, която отразява топлината, повишава отрицателните температури. Освен това облаците не са ледени кристали, а капки вода, но толкова малки, че е трудно веднага да се каже в каква форма са. И в резултат на това се оказва, че агрегатното състояние не се променя при ниски температури в горните слоеве на атмосферата.

Дерягин изследва необичайното явление. Той провежда експерименти в изкуствено създадени условия, тъй като по времето, когато започва своето изследване, е било твърде скъпо да се лети на височина от 80 километра, за да се изследват течности. Затова беше използвана камера на Дюар. Съдържаше термометър, капиляр (много тънка стъклена тръба) и голяма основна камера. Това устройство работи по следния начин: когато въздухът се изпомпва, температурата пада, образува се конденз и частта, която се утаява в капиляра, е вода от втори тип, вода на Дерягин. Тоест съвсем четвъртото състояние.

Промяна на плътността

В резултат на това се оказа, че състоянието на новата вода, получена в лабораторията, се различава по своите физически параметри от обикновената течност. И графиката, показваща плътността спрямо температурата, вече не изглеждаше като хипербола. Това беше класическа права линия, която пресичаше графиката стриктно в точката (0; 0). Така новата вода може да съществува при минусови температури, без да се превръща в лед. Но възможно ли е да получите не само капки, но и пълноценна течност?

EZ-водата във вашето тяло също играе роля в хипербарната медицина, която също е добра при наранявания. В този случай вашите тъкани са изложени на високи дози кислород под налягане. Ефектът е следният. Същото важи и за кислорода.

Всяко вещество, което съществува в природата, има четвърто агрегатно състояние. Какво може да се направи с течността, за да се получи мистериозно четвърто състояние, което е различно от плазмата?

Оказа се, че в свръхтесните капиляри водата, оставайки същата H2O по химичен състав, драматично променя физичните си свойства. На първо място се оказа, че водата II е почти 1,5 пъти по-плътна от обикновената вода I. Вискозитетът й е 15-20 пъти по-висок. Това явление е от голямо значение и следствието му е, че например в замръзнали скали, намиращи се при температура много по-ниска от 0oC, може да съществува течна вода. Също толкова интересно свойство на свързаната вода в скалите е нейната намалена разтворимост в сравнение със свободната вода.

Открито е ново четвърто състояние на водните молекули

Както знаете, водата има три основни агрегатни състояния – течно, твърдо и газообразно. Молекулата съдържа кислороден атом, който е разположен почти точно в центъра на канала, а двойка водороди е обърната към една от шестте стени на канала. Както показват компютърните изчисления, „катализаторът“ за прехода на водните молекули в тунелно състояние са вибрациите на кристалната структура на берил.

Така нареченото мистериозно състояние на водата е уникална течност, открита преди много години от Дерягин, която по своите физически свойства е подобна на всички други вещества. Състоянието на агрегат се променя, когато водата достигне температура от 0 градуса. Близостта на космическото пространство и отдалечеността от повърхността на Земята, която отразява топлината, повишава отрицателните температури. И в резултат на това се оказва, че агрегатното състояние не се променя при ниски температури в горните слоеве на атмосферата.

Водата е основата на живота на Земята... През ноември 2017 г. астрономите твърдяха, че високата активност на звездата TRAPPIST-1 не позволява на планетите от нейната система да задържат и образуват атмосфера и следователно е невъзможно да ги колонизират . Ново откритие обаче предполага, че все още имаме шанс за космическа експанзия... През последните 50 години различни мисии на Червената планета се опитаха да определят възможността за такава еволюция.

От училище знаем, че водата може да съществува в течна, твърда и газообразна форма. Това е грешка. Учените грешат. Аз самият преди три дни наблюдавах вода в пет различни вещества, всичките на едно място. Беше в горещия извор Хуакита. Как стана възможно това? - Пристигнах там с трима анализатори - специалисти по течности на базата на H 2 O. Вечерта просто плувахме в горещото езеро, след това седнахме на масата в хижата и си легнахме. И рано сутринта, щом излязох боса и с фотоапарат в ръце, стоях два часа на улицата, защото красотата е неописуема. Вода с цветни водорасли, облаци пара, разхождащи се като призраци, скреж по тревата, сняг, лед... И всичко това едновременно! Тук ми просветна, открих четири състояния на H 2 O:

Водата е течно състояние;
- Пара - газообразно състояние;
- Лед - твърдо състояние
- Снегът е рохкаво (или меко) състояние.
Е, петото състояние е "плазма" - огнена вода. При източника няма такава течност в естествен вид, но обикновено в хижата я има много - винаги я носят със себе си.

Не съм снимал огнената вода, но вижте всичко останало.

Това е водорасло, мисля, че е синьо-зелено, въпреки че е жълто-оранжево

Отново взехме заедно сероводородни вани...

А това е нашата компания в интериора на хижа - хотел.

9 април
Горещо - Багдарин - Чита .
Превозно средство за всички терени - доброCruiser е добър, но UAZ е по-добър

... И тогава се приготвихме и потеглихме на връщане в 11 часа, като преди това направихме групова снимка край най-горещата локва, в която лесно можете да сварите яйца.

Стативът ми беше полезен

Едно място, малък брод през поток, се превърна в малко препятствие, но лесно преодолимо.

Пироманията на защитниците на горите достигна своята кулминация. Да вървим, да дишаме свеж дим, да се възхищаваме на истинска плазма...

Скоро ще се справим с нереалната (течна) „плазма“, когато стигнем до зимните квартири на Шуринда. Не разбрах откъде точно идва името, вероятно е името на потока - приток на Ципа, където има горски път за тежки Урал, превозващи товари до златотърсачи. Но не е много интересно. Интересното е, че на потока има талик с топла вода (около +40 градуса), където можете също да плувате, но ще трябва да изкопаете дупка за баня.

Шуринда. Тук също можете да плувате

В Шуринда спряхме да обядваме. Оказа се забавно! Час 13 часа.

Както можете да видите, всичко се забавлява: чай, горчица в буркан, юфка Ролтън и 40-градусова вода. Резултатът е очевиден - лицата на всички са весели:

Льоша "Луд"

Михалич "На инат"

Максим

Коля

Егор

И това съм аз

17:15 ч. Между Ципикан и Багдарино, малко преди да стигнем до прохода Бурхан на крайцера Лешин, вторият амортисьор се откачи. Сега трябва да потърсите сервиз в Багдарин. Но УАЗ-ката се втурва като танк.

Всеки път, когато минавам покрай Бурхан, го снимам.

Естеството и съставът на предложенията за местни спиртни напитки, между другото, се променят с времето. Сега нефритът е в цената. Не знам как го оценяват местните спиртни напитки, но в Китай този камък е много скъп и за износ в Поднебесната империя в Забайкалия и Бурятия през последните 10-20 години са направени много сериозни пари от много сериозни хора с много солидна екипировка, охранители въоръжени с автомати Калашников. Един речен камък с тегло 3-4 кг може да струва 10-20 хиляди долара или дори повече. И друга проба може да не струва нито стотинка - всичко зависи от качеството на камъка. Ясно е, че добър нефрит няма да бъде поставен на бурхан; никой бог на света не е достоен за такъв подарък.
Много нефрит според Ципа. Поради това реката, някога много популярна сред рафтинг туристите, се превърна в убежище за всякакви индивиди, които са напълнили всички шипове и брегове. Тези хора често могат да бъдат наречени „подозрителни“ или дори просто „тълпа“. Затова туристите започнаха да се страхуват да отидат на рафтинг на Ципа.
Но аз се отклоних. Движим се по-нататък към Багдарин и ни трябват заварки.

Отне два часа или повече, за да намеря сервиз и да го поправя. Автосервизът беше затворен, но Михалич познаваше собственика и те ни пуснаха за ремонт.

Когато всички приключиха с ремонта, навън вече беше тъмно.
Около полунощ вечеряхме в Романовка, в трапезарията, която за моя изненада беше отворена.

И стигнахме до Чита едва в 5 сутринта (вече наше местно време). ... И веднага заспах, и си помислих, че ще ми трябват три дни... Е, да, оттам започнах разказа си, за да не се повтарям.

Какво важно нещо забравих да кажа, как да свърша?... Е, можете да направите това: „Ние донесохме у дома много впечатления, умора и известно количество неизползвана „огнена течност“ - вода в пето агрегатно състояние .

p.s. Молба към участниците в нападението и към всички читатели: Ако забележите правописни, географски, технически, политически, морални, етични или други грешки, моля, посочете ми ги директно и честно.

Водата е най-простото и най-разпространеното вещество на планетата. Но в същото време водата е изпълнена с много мистерии. Учените все още продължават да го изследват, намирайки все повече и повече интересни данни за водата.

Първи факт: най-чистата вода във Финландия

Според ЮНЕСКО най-чистата вода е във Финландия. Общо 122 държави са участвали в изследването на прясна природна вода. В същото време 1 милиард души по света изобщо нямат достъп до чиста вода.

Факт втори: по-бързо е да получите лед от гореща вода

Коя вода ще се превърне в лед по-бързо: гореща или студена? Ако мислим логично, тогава, разбира се, е студено. В края на краищата горещият първо трябва да изстине и след това да замръзне, но студеният не трябва да се охлажда. Експериментите обаче показват, че горещата вода се превръща по-бързо в лед.
Все още няма точен отговор на въпроса защо топлата вода замръзва по-бързо от студената. Може би причината е разликата в преохлаждането, изпарението, образуването на лед, конвекцията или причината е ефектът на втечнените газове върху топла и студена вода.

Факт трети: преохлаждане на водата

Всеки помни добре от училищния курс по физика, че водата замръзва при 0 градуса и кипи при 100 градуса. Има обаче така нареченото преохлаждане на водата. Много чистата вода има това свойство – без примеси. Дори когато се охлади под точката на замръзване, такава вода остава течна. Но и в двата случая има температури, при които водата ще стане лед или ще заври.

Четвърти факт: водата има повече от 3 състояния

От училище всеки знае, че водата има 3 агрегатни състояния: течно, твърдо и газообразно. Въпреки това учените разграничават 5 различни състояния на водата в течна форма и 14 състояния в замразена форма.

Факт пет: водата е като стъкло

Какво се случва, ако вземете замразена чиста вода и продължите да охлаждате? С водата ще се появят чудотворни трансформации. При минус 120 градуса по Целзий водата става супер вискозна или вискозна, а при температури под минус 135 градуса се превръща в "стъклена" вода. „Стъклената“ вода е твърдо вещество, което няма кристална структура като стъклото.

Факт шести: основата на живота е водата

Водата е в основата на живота. Всички живи животни и растения се състоят от вода: животни - 75%, риби - 75%, медузи - 99%, картофи - 76%, ябълки - 85%, домати - 90%, краставици - 95%, дини - 96%. . Дори хората са направени от вода. 86% от водата се съдържа в тялото на новороденото и до 50% при възрастните хора.

Факт седми: водата е носител на болести

Водата не само дава живот, но може и да го отнема. 85% от всички болести в света се предават по вода. Всяка година 25 милиона души умират от тези заболявания.

Факт осми: човек умира без вода

Ако човек загуби 2% от телесното си тегло във вода, той става много жаден. Ако процентът на загубената вода се увеличи до 10, тогава човекът ще започне да халюцинира. При загуба от 12% човек няма да може да се възстанови без помощта на лекар. При загуба от 20% човекът умира.

Факт девети: повечето прясна вода се намира в ледниците

Къде има най-много вода? Отговорът изглежда очевиден: в Световния океан. В действителност обаче мантията на Земята съдържа 10-12 пъти повече вода от Световния океан. В същото време почти цялата налична вода на планетата не е годна за пиене. Можем да изпием само 3% от водата - толкова прясна вода имаме. Но дори повечето от тези 3% са недостъпни, тъй като се съдържат в ледниците.

Десети факт: водата като диета

С помощта на водата можете да се борите с наднорменото тегло. Като пиете само вода от напитките, можете рязко да намалите общото калорично съдържание на вашата диета. Първо, защото човек спира да пие висококалорични сладки газирани напитки и сокове, и второ, защото след пиене на вода има по-малко желание да приема сладко, както е при чая или кафето.

Факт единадесет: вода за здраво сърце

Водата помага за намаляване на вероятността от инфаркт. По време на проучването учените установиха, че хората, които пият около шест чаши вода на ден, са по-малко изложени на риск от сърдечен удар, за разлика от тези, които пият само две чаши.

Факт дванадесети: 35 тона вода през целия живот

Човек не може да живее много дълго без вода. Нуждата от вода е на второ място след кислорода. Човек може да живее около шест седмици без храна и пет до седем дни без вода. През целия си живот човек изпива около 35 тона вода.

Факт тринадесет: най-скъпата вода

Водата може да бъде безплатна или може да бъде много скъпа. Най-скъпата вода в света се продава в Лос Анджелис. Производителите опаковат скъпоценната течност с балансиран вкус и ph стойност в бутилки с кристали Swarovski. Тази вода струва 90 долара за литър.

Факт четиринадесет: има вода, която гори

Има и опасна вода. Например в Азербайджан има вода, която съдържа много метан, така че може да се запали, ако донесете кибрит. А в Сицилия, в едно от езерата има подводни източници на киселина, които отравят цялата вода в този резервоар.

Факт петнадесет: протеин във вода

Морската вода е много хранителна субстанция. В 1 куб cm от такава вода съдържа 1,5 g протеин и други вещества. Учените смятат, че хранителната стойност само на Атлантическия океан се оценява на 20 хиляди реколти, които се събират през цялата година по цялата земя.