Комментарии 181
В Википедии фазовая диаграмма поинтересней
Если сразу показать эту диаграмму, то статья выйдет весьма короткой. :)
Да прямо скажем -- испарится. Ну или сублимирует, если уж речь зашла о твердых фазах
Да что скрывать, автор воды нвлил
Вилами по воде написано? Я еще не читал.
Первая диаграмма вообще кривая - там при увеличении давления температура кристаллизации понижается. Минут пять смотрел, пытался понять, почему так
Подмочил репутацию
Чем отличаются лед 3 4 5 между собой ?
Немного погуглив узнал, что Лед 3 уже сняли, а 4 и 5 пока только в планах. В остальном почти одно и то же - довольно уныленькие продолжения первой коммерчески успешной части.
А вообще подписываюсь, всегда интересно было узнать ответ простым языком. Тема классная.
Кристаллической решёткой
Понятно... cпасибо (конечно вопросы как кристалическая решетка меняется уже в твердом состоянии?) но вижу там написали что получается сразу из воды
Простите, но не зная, как кристаллическая решётка меняется в твёрдом состоянии, не стоило брать ник, связанный с авиацией...
А что это где-то используется в авиации? Как кристаллическая решётка меняется в твёрдом состоянии - просто не могу логично понять...
Материаловеденье в авиации - это примерно всё. И алюминий, и титан, и прочие металлы имеют не по одной твёрдой фазе. Нельзя построить самолёт, не зная, что такое твёрдый раствор и что в нём происходит.
Атомы в кристаллической решётке держатся крепко, но не абсолютно прочно. Они иногда покидают узлы и находятся не в них. Потом могут занять пустой узел.
Так я и не конструктор. (хотя c детства мечтал стать)
То что металлы имеют не по одной твердой фазе - удивление.
Атомы в кристаллической решётке держатся крепко, но не абсолютно прочно. Они иногда покидают узлы и находятся не в них. Потом могут занять пустой узел.
Частично знаю, и что зависит от температуры, но чтоб все сразу? из одной твердой структуры в другую твердую этого не могу представить.
Про воду там фазы льда образуются из жидкого или Аморфного льда с давлением и затравкой и прочими условиями
А никто не говорил про "все сразу" процес постепенный в масштабах характерного времени колебания атомов. Вот толькотдля нас это время очень небольшое.
В авиации плотно используется это свойство. Гугли "металл с памятью формы". Работает это свойство на изменении одной твердой структуры в другую.
Погуглите фазовые диаграммы плутония - у него несколько твердых фаз с разными свойствами как металла и изотопа в частности. На этом принципе работают ядрен-батоны, критическая масса Pu отличается для разных фаз, именно благодаря одному из таких фазовых переходов в принципе возможно существование атомной бомбы на плутонии: шар из плутония претерпевает фазовый переход от дельта-плутония к альфа-плутонию, обладающему значительно большей плотностью, в результате материал переходит в критическое состояние.
Так я и не конструктор. (хотя c детства мечтал стать)
Ну вот, в следующий раз будешь знать, выбираешь ник - спрашиваешь у зенитчика разрешение. Зная его ник, теперь летай аккуратно
из одной твердой структуры в другую твердую этого не могу представить
А это вполне обычное явление. Именно так из каменного угля получаются алмазы. Или вот пример: ковка и закалка стали. То, что там "под капотом" - это при сильном нагреве меняется кристаллическая решетка, и сталь становится мягкой, а при быстром охлаждении - снова меняется и становится совсем другой, из-за чего сталь становится твёрдой.
При нагреве увеличивается растворимость углерода в железе. Поэтому при нагреве закаливаемой стали всякие феррит и цементит растворяется в аустените, остаётся один аустенит. А при быстром охлаждении не успевают выпасть фазы с более высоким содержанием углерода, поэтому получается мартенсит - пересыщенный твёрдый раствор углерода в железе.
Нечто подобное происходит и в других закаливаемых сплавах. Химические элементы разные, а суть процесса - похожая. И закалённое состояние - это пересыщенный твёрдый раствор.
Ох, вы заговорили, а у меня сразу флешбеки, приобретённые 30 лет назад...
Скрытый текст
Аустениты...перлиты... Красивые слова помню, что означают - уже нет)
Я подозреваю, что способность атомных ядер двигаться и покидать свое место тоже увеличивается. Иначе как из угля получаются алмазы?
Я когда-то учился на инженера-механика, но детали процесса перестройки кристаллической решётки из однойформы в другую в нашу программу не входили. Этим занимались инженеры-металлурги, а мы были для них вроде как заказчики, нас конечный результат интересовал. Приятно иногда молодость вспомнить.
Я учился на инженера-технолога сварочного производства. Сейчас, по новой классификации, нас всей толпой в металлурги записали, хотя, какие из нас металлурги...
Иначе как из угля получаются алмазы
Мне всегда казалось, что нужно в жидкой фазе завести в нужные для соответствующей твердой условия и затем охладить, и в этот момент решетка фиксируется. А сами по себе твердые друг в дружку не сильно прыгают. (а железяки красные - это "почти жидкость")
Походу был не совсем прав.
Нельзя построить самолёт, не зная, что такое твёрдый раствор и что в нём происходит.
Может и можно, конструкторы готовые сплавы используют и готовые детали вообще. Конструктору не важно что там за материал, нужна прочность, плотность, цена. И речь о некотором мифическом конструкторе что карандашом проектирует. В CAD системах готовые детали с сертификатами, есть готовые наработки и главное разделение труда. Один проектирует только заклепки, другой только подшипники колес, третий только гидравлику.
Моделировать кристаллическую решетку разве что при проектировании новых ракет уровня Старшип нужно. И то после эксперимента требуется доработка узлов. Одни явно с запасом оказываются, другие требуют повышения прочности, жаропрочности, упругости и т.п.
Ну или DIY RC планеры, вот пример, человек с нуля разработал планер, продул в виртуальной аэродинамической трубе, погонял в авиасимуляторе и распечатал на 3D принтере. Слабые места показал бы CAD, где прочности не хватает. Углубляться в кристаллическую решетку не потребовалось.
https://youtu.be/yNwOvBewlEE?si=FknWf-KGuMKrzhCt
Лопатки турбин еще критичны, но их делают компании уровня Pratt & Whitney, General Electric, тоже там непонятно насколько каждый конструктор там погружен в материаловедение, как вариант просто пользователи CAD систем и работают по ТЗ, с имеющимися материалами от подрядчиков. Если подрядчик изготавливает лопатку турбины с рабочей температурой 950 градусов, конструктору опять же не нужно уходить в далекие абстракции, он просто работает с тем материалом, который есть в наличии.
Ну такие прям сферические конструкторы в вакууме если только в совке были. "Я начертил, и мне плевать как вы там будете дальше с этим колупаться. Как вы будете изготавливать, как эксплуатировать - не мои проблемы." И то, скорее всего будет знать, просто проигнорирует.
Но обычно конструктор в какой-то мере еще и технолог или как минимум имеет некоторое представление о технологичнской стороне. А технолог в металлообработке не может не знать про технологии упрочненгия металлов.
Это всё, конечно, безотносительно обсуждения ника на хабре, который, кмк, ни к чему особо не обязывает.
В совке таких тоже не было. И с технологом был непрерывный диалог.
В Вашем совке, может, и не было — а нас в Советском Союзе — были. Нас в универе известными тряпками гоняли, что, например, у отливки не может быть параллельных внешних поверхностей — только с уклоном (чтобы из формы вынуть можно было).
Не совсем понятно, в какую сторону пример. С одной стороны, причина необходимости уклона очевидна. С другой стороны, нулевой и даже отрицательный уклон тоже могут быть, если действительно надо - хоть внутри хоть снаружи. Ну будет форма посложнее.
У меня другая история. Сравнивал оригинальную достаточно древнюю западную поделку и совковую копию. Оригинальная работает годами про неё никто не вспоминает. Совковая - дорогущий расходник. При этом не сказать что в западной какие-то сверхматериалы и технологии. Но в оригинале на валу воспринимающем основную нагрузку все поверхности требующие соосности обрабатываются за одну установку. Что при точении что при шлифовке после термички. А в совковой когда срисовывали - решили оптимизировать и за одну установку никак не сделать. За одно зачем-то все размеры перепахали, ни одна запчасть от оригинала не подходит. В итоге то токарь не того разряда, то оснастка изношена, то стружка попала - вибрация и умирающие подшипники. Но если звёзды сошлись, то вал работает вечно. И судя по тому что я в совке видел - такое было повсеместно.
Не понял, что Вы пытались сказать. Что не всем это гоняние помогло?
По теме ошибок в ИТ или в конструировании мостов и ракет везде всё одинаково, не ошибается только тот, кто ничего не делает
https://habr.com/ru/articles/307394/
Не то чтобы это только в авиации используется. Гуглить термическое и механическое упрочнение металлов.
Атомы в кристаллической решётке держатся крепко, но не абсолютно прочно. Они иногда покидают узлы и находятся не в них. Потом могут занять пустой узел.
Более того, в одном сплаве может быть несколько видов структур одновременно.
Вот и Роберт Скотт не учёл этого (оловянная чума) отправляясь в экспедицию к Южному полюсу.
Даже статья есть - https://habr.com/ru/articles/558292/
Если перенести лед-9 в нормальные условия произойдет взрыв с энергией как у термоядерного.
Если плотность воды примерно постоянна, а плотность пара растёт медленно, то какова плотность сверхкритической жидкости и как она меняется с давлением?
Оказывается, плотность воды уменьшается.
Критическая точка воды:
Температура: ≈ 374°C
Давление: ≈ 22.1 МПа
Плотность: ≈ 322 кг/м³
Теперь посмотрите внимательно на диаграмму и увидите, что вода может стать твёрдой даже при температурах, превышающих традиционный ноль. Даже при недостаточно низкой температуре, приложенное давление сожмёт частицы материала, ограничивая их подвижность и заставляя укреплять взаимные связи.
Посмотрел внимательно и вижу, что лёд при температурах выше 0 образуется при понижении давления, а не повышении. Что, кстати, логично, ибо лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, для чего нужно понижать давление, а не повышать.
Простите, на какой диаграмме Вы это увидели?
На самой первой.
В первом комментарии от @ainu можно разглядеть особенности, но мелковато. Гораздо лучше это поведение показано на нижеследующей картинке, где даётся промежуточный масштаб. Хорошо видно, как с ростом давления температура кристаллизации сначала уменьшается, достигая -22°C при давлении 200 Мпа (2000 атм), и только потом начинает расти.
На этой диаграмме этого нет. При температурах выше 0, вдоль оси жидкость. Возможно, диаграмма неточна или неполна...
При нуле градусов до 632 Мпа — жидкость. Выше — лёд.
Ещё раз: где на диаграмме
лёд при температурах выше 0 образуется при понижении давления, а не повышении
?
Берём первую диаграмму из статьи:
Смотрим точку кристаллизации в нормальных условиях, Ткр: температура: 0°C, давление: 1 атм. Дальше определяем, в какую сторону нам надо двигаться, чтобы температура кристаллизации увеличивалась. Линия раздела фаз идёт от этой точки вниз-вправо и вверх-влево. Чтобы увеличить температуру, надо двигаться вправо, что соответствует движению вниз, то есть уменьшению давления.
Теперь понял. Спасибо.
На этом основан даже принцип действия коньков - при увеличении давления лёд пол коньком тает при отрицательной температуре, образуя прослойку жидкой воды. Первая диаграмм только сбивает с толку, никак не объясняя, откуда взялась вторая диаграмма, и почему при низких давлениях одна зависимость, а при высоких - другая.
при увеличении давления лёд пол коньком тает при отрицательной температуре, образуя прослойку жидкой воды.
Я просто оставлю это здесь
Источник:
Тогда почему скользят коньки?
Коньки работают за счёт двух явлений: 1. На поверхности, молекулы воды связаны с меньшим количеством других молекул чем в глубине льда, а значит они более подвижны. 2. За счёт трения образуется тепло из-за которого эта связь становится ещё меньше. Кстати, давление тут тоже влияет, т.к. увеличивает трение. Больше трение, больше потери, больше тепла, легче скользят коньки.
Спасибо, раньше тоже думала, что он от давления лезвий плавится
Потому что так было написано в "Занимательной физике" Перельмана, на которой фактически выросли все поколения советских детей.
Скрытый текст
Разберем, что происходит, когда мы катаемся в санях или на коньках. Стоя на коньках, мы опираемся на очень маленькую площадь, всего в несколько квадратных миллиметров. И на эту небольшую площадь целиком давит вес нашего тела. Если вы вспомните сказанное в главе второй о давлении, то поймете, что конькобежец давит на лед со значительной силой. Под большим давлением лед тает при пониженной температуре; если, например, лед имеет температуру – 5°, а давление коньков понизило точку плавления льда, попираемого коньками, более чем на 5°, то эти части льда будут таять [Теоретически можно вычислить, что для понижения точки таяния льда на 1° требуется весьма значительное давление в 130 кг на квадратный сантиметр. Производят ли сани или конькобежец такое огромное давление на лед? Если распределить вес саней (или конькобежца) на поверхность полозьев (или коньков), то получатся числа гораздо меньшие. Это доказывает, что ко льду прилегает вплотную далеко не вся поверхность полоза, а лишь незначительная часть ее]. Что же получается? Теперь между полозьями коньков и льдом находится тонкий слой воды, – неудивительно, что конькобежец скользит. И как только он переместит ноги в другое место, там произойдет то же самое. Всюду под ногами конькобежца лед превращается в тонкий слой воды. Такими свойствами из всех существующих тел обладает только лед; один советский физик назвал его “единственным скользким телом в природе”. Прочие тела гладки, но не скользки.
[При теоретическом расчете предполагается, что при плавлении и лед, и вода находятся под одинаковым давлением. Автор же описывает примеры, когда вода, образующаяся при плавлении, находится при атмосферном давлении. В этом случае требуется меньшее давление для понижения точки таяния льда. – Прим. ред. ]
Должен заметить, что при температуре ниже - 20 снег и лёд теряют скользкость. Снег становится как песок. Это большая проблема для полярной авиации, так как посадка на лыжи становится невозможной.
P.S. Специально для людей с повреждённым поисковым рефлексом:
DOI 10.2475/ajs.s3-41.241.30 — Wood, R. W. Effects of pressure on ice. — American Journal of Science. Vol. s3-41. Issue 241. pp. 30–33, 1891. PDF
Коньки оказывают на лёд давление в десяток раз больше чем упоминалось в том опыте.
Riddle me this, Batman: тогда почему поскальзывается на льду человек в ботинках?
В десяток раз больше чем вес глыбы льда толщиной в две мили?
Нагугленные числа говорят что да.
Вся суть в площади контакта через которую это давление передается.
2 мили это грубо 320 кг/кв.см. Или 32Мпа. Предел текучести льда примерно 23 Мпа. То что в описании лёд стало давить через щели как раз говорит о том, что предел текучести был существенно превышен (32Мпа > 23 Мпа).
А тут утверждается, что давление было еще в 10 раз больше. Да коньки бы просто проваливались в лёд как в пластилин.
С другой стороны лезвие конька на сколько я помню не меньше 5 мм толщиной и длина контакта со льдом примерно от 5 см (смотря что за коньки). При массе тушки в 100 кг даёт нам 40 кг/кв.см (4 Мпа) что хорошо бьётся с числами выше (позволяет свободно скользить не проваливаясь и при этом зарезаться углами в лёд превышая предел текучести в области острой кромки).
Именно по этому у лезвия коньков есть плоская часть для увеличения площади контакта.
А "давление в десяток раз больше чем упоминалось в том опыте" это 320 Мпа, предел текучести конструкционной стали средней паршивости. В этом случае лёд для коктейлей не кололи бы ножом, а нарезали болгаркой.
Кстати, статическое давление лёд конечно не плавит, а вот ударная нагрузка с превышением предела текучести - может немного подплавлятиь лёд. Но тут механизм аналогичный трению.
Ледник может работать как теплоизолятор и снизу подплавляться геотермальным теплом. Но эта вода выдавится давлением ледника, конечно.
А как вы объясните тогда опыт с проволокой и льдом?
https://www.youtube.com/watch?v=CeGG99kzgI4
А как вы объясните тогда опыт с проволокой и льдом?
Броуновское движение, сэр!
P.S. Там один дяденька тоже неудобные вопросы задаёт
@ИванУжакин-ж5п: Пытался повторить данный эксперимент при температуре окружающей среды примерно в минус 60-70 гр. Ц. Взял цилиндр из льда диаметром в 10 см, гирю в 16 кг и стальную проволоку сечением около 1 мм. Конструкция на морозе провисела около недели и проволока ни на йоту не врезалась в структуру льда. Стоило только всю эту конструкцию мне занести в дом и проволока с гирей моментально прорезала ледяной цилиндр. Дмитрий, играет хоть какую-то роль теплопроводность проволоки при этом? Медная проволока при равных условиях как и стальная проволока режет лёд за то же время? Вам это интересно? Я ответа не знаю, интересно попробовать с разными проволоками разной теплопроводности. Диаграмма плавления льда тоже очень важна, но всё ли только ей можно объяснить?
Зашел специально это же написать. Первая приведенная диаграмма никак не показывает возможность образования льда при температурах выше 0 и с повышением давления. Скорее давление должно понижаться.
Именно так и выглядит "... пиз*еж чистой воды")
Не только жидкость может стать твердой, но газ) например металлический водород
Водород - это вещество. Он может быть газом, жидкостью, твердым телом (в том числе твердым или жидким металлом), а может вообще стать плазмой.А металлических газов в природе существовать не может, поскольку у атомов газа не может быть общих валентных электронов.
Вообще считается, что лучшее из возможных (даже теоретически) ракетных топлив - металлический азот. Для его получения надо совсем немного превысить предел в один миллион атмосфер.
Для его получения надо совсем немного превысить предел в один миллион атмосфер.
И тут электрослабое взаимодействие такое: «ну, я пошло...»
А точно азот? Может водород? Ну или хотя бы четырёхокись азота?
Он про другое. А азотный татраксид - это вообще другая тема. Причём, говорят, такой себе окислитель, который имеет смысл только с высокоэнергетическими горючими, типа НДМГ.
Именно азот. Речь идет о переходе полиазота в молекулы N2. Но выше уже ответили.
Вот только он склонен к спонтанному саморазложению...
Металлы при определенной температуре кипят, те превращаются в газ. Металлический, естественно.
В недрах Юпитера есть металлический водород, который всё равно является жидкостью, но с металлическими свойствами. Жидкость из-за температуры, а так бы мог стать и твердым.
Жидкие металлы есть и на Земле. А вот откуда вы знаете что там в недрах Юпитера, это, конечно, интересно :-)
Жидкие металлы есть и на Земле.
Как-то примерно так.
Это пока что лишь теория. На практике мы не знаем даже о ядре Земли. А попытки получить металлический водород в лабе напоминают поиски чёрной кошки в тёмной комнате: вроде что-то мохнатое нащупали, но свет включаешь - не то) Фотографий нет.
Мне нравится ваша метафора
Что значит "пока лишь теория"? Теория подразумевает соответствие модели наблюдаемым данным, позволяет делать предсказания и объяснять новые наблюдаемые данные.
А на практике, я не думаю, что в ближайшие сотни лет будет возможность даже до мантии добраться.
Ну почему? До границы Мохоровичича, может, дотянутся, по мере развития бурильной техники. Не в этом столетии, так в следующем.
Там где-то в районе 15 км начинаются практически нерешаемые существующими материалами проблемы.
Давление, температура, смещения пластов. Чем ближе к мантии, тем хуже. Почитайте про проблемы при бурении Кольской сверхглубокой. А там "жалкие" 12км.
И это не технические трудности, а отсутствие материалов с нужными свойствами.
Вообще сложно делать такие предсказания. Можно основываться лишь на +- линейном прогрессе какой мы наблюдаем последние годы. А вдруг выстрелит ИИ и технологическая сингулярность и все закрутится? А вдруг ядерный пипец? А вдруг очередной коронавирус, но жестче и дольше? Черные лебеди не дремлют :)
При больших давлениях вообще химия меняется. Рекомендую посмотреть по этой теме лекцию Артёма Оганова "запрещённая химия".
химия меняется
Так уж и меняется? Куда она поменяется, как задается термодинамической стабильностью ΔG = ΔH - TΔS, так и остается. Так что про любую квазистабильную ситуацию, если ΔG образования неожиданно отрицательна при сочетании факторов, можно сказать, что там «химия меняется», но это нонсенс. На самом деле, это чистый кликбейт. Реакции при высоком давлении и/или температуре известны уже тысячи лет. То, что при высоком давлении и т.п. могут образовываться нестабильные соединения, тоже дааааавным-давно известно, взять хотя бы алмазы. Я бы лучше учебник по химической термодинамике рекомендовал, а не популяризаторов-кристаллографов.
На ютубе есть хорошие лекции химиков МГУ (https://www.youtube.com/@teachin-ru/playlists) и других вузов, если интересоваться этой областью, то лучше профессиональных химиков смотреть. Они и гораздо лучше рассказывают обычно, без обещаний чудес. Например, по материалам и синтезам под давлением есть лекции Булычёва Бориса Михайловича. Там конечно без полимерной азотной жизни бороздящей просторы вселенной, но зато честно и полноценно изложено. А популизм про "двоечников которые правы" и "галопам по европам", имхо, куда-то не туда ведет - ни хорошего понимания концепций, ни оценки реальных (практических) возможностей методов. Или, может, популяризацию свести к необходимому минимуму, но я таких примеров не видел, честно говоря, всегда куда-то уходит (иногда некоторых популяризаторов заносит даже в вопросы о религии и богословии с предложениями сравнивать науку и религию, чепуха на постном масле - зашел посмотреть про химию, а получил непойми что).
если интересоваться этой областью, то лучше профессиональных химиков смотреть.
Лучше чем что? Оганов и есть профессиональный химик, один из крупнейших российских ученых, причем его основная сфера деятельности - как раз свойства веществ при высоких давлениях.
Оганов теоретик-кристаллограф а его его основная сфера деятельности - теоретические предсказания (кристаллических) материалов и только. Изучение химических реакций, химии в общем виде - не его деятельность и он в ней - популист. Булычёв тоже известный ученый (его не цитируют и не продвигают настолько агрессивно, потому что он отечественный ученый работавший в сложное время, все его степени и награды тоже) и модными гидридами занимался задолго до рождения крупнейшего ученого. Формально конечно все кто изучают какие-то вещества "химики" (это как у Резерфорда: самое быстрое превращение из всех, которые мне известны, произошло лично со мной: в мгновение ока я превратился из физика в химика), но если даже википедию откроете, то его по порядку величают "кристаллограф-теоретик, минералог", а только потом химик и педагог. У него степени все по кристаллографии, смотрите его личный сайт https://uspex-team.org/ru/oganov/about:
2007 Хабилитация (аналог степени доктора наук) в Швейцарской высшей технической школе Цюриха, кристаллография
2002 PhD (аналог степени кандидата наук) в кристаллографии, Университетский колледж Лондона
1997 Окочание Московского государственного университета по специальности «Кристаллография и кристаллохимия»
Если смотреть его работы, то большей частью основаны на алгоритме "uspex", который еще с Швейцарской школе Цюриха, в лаборатории Гласа (A. R. Oganov and C. W. Glass J. Chem. Phys. 124, 244704; 2006). С алгоритмическими предсказаниями там были и другие соавторы, например - USPEX—Evolutionary crystal structure prediction CW Glass, AR Oganov, N Hansen, Predicting Crystal Structures of New High-pressure Mineral Phases, CW Glass, AR Oganov, N Hansen. И выглядит так, что эволюционными алгоритмами занимался N Hansen, причем где-то с 1999 года (Оганов тогда абиницио расчетами занимался в аспирантуре у Приса). Это скорее удачная командная работа группы с объединением командного опыта перетекшее в то, что сейчас можно "снимать сливки" на предсказаниях. Да и вообще говоря, я не вижу никакой особой связи с "запрещенной химией" (смотря что под этим понимать, конечно) или какими-то необычайными открытиями в области химии.
Если про какую-то новую химию говорить, то, имхо, нужны либо непосредственные синтетики, либо физхимики, но не кристалловеды-теоретики, это совсем другая область исследований и их деятельность связана с чем-то другим. Вот какие-нибудь новые аллотропы - другое дело, что это не то, чтобы "химия другая", имхо "запрещенная химия" вводит в заблуждение людей.
Ох. Вы даже сайт нашли с общедоступным списком публикаций, но ухитрились заглянуть там совершенно не в тот раздел, в который нужно. Не вижу смысла спорить, Оганов в моей защите точно не нуждается, имеющий глаза (и нужный уровень образования) да увидит.
https://snob.ru/profile/5274/about/
про меня
Артем Оганов в свои тридцать с небольшим стал одним из самых известных ученых-теоретиков мира. Его специальность — минералогия и кристаллография.
Кристаллохимик (изучение строения вещества) - так еще можно. Но еще раз повторю, занимается он конкретной теоретической деятельностью (и честно сам об этом пишет), остальное - от лукавого.
не в тот раздел, в который нужно. Не
В публикациях, хочу вам напомнить, публикации с другими людьми, некоторые из них могут быть профессиональными химиками. Это не переводит его автоматически во что-то еще. Теоретиков довольно часто включают в соавторы статей, это довольно обычное дело. Да даже людей с хорошим цитированием часто включают (такое, конечно, не круто, но часто встречается). Совершенно аналогично можете называть его физиком (последняя статья по ссылке как раз в Journal of Applied Physics), только это все куда-то очень далеко от его деятельности. Ну или должны быть какие-то реальные доказательства "запрещенной химии", которые текущими представлениями никак не объясняются и хорошо изученные представления, вида ΔG = ΔH - TΔS никак не выполняется. Теоретические предсказания структур - это все прекрасно, но обычно как раз основываются на вполне себе давно и хорошо известных представлениях. Публикации по теоретическим предсказаниям структур - тоже прекрасно, но как обычно говорят в таких случаях, эксперимент - доказательство.
А вот то, что я привел выше - это то, что Оганов про себя сам пишет. И на в предыдушем комментарии тоже все верно про его образование и опыт.
имеющий глаза (и нужный уровень образования) да увидит.
И действительно.
Оганов не химик. Он расчетчик, считает квантовую химию, периодику и тому подобное. И как и большинство расчетчиков, в химии того, что он считает, он разбирается слабо.
То, что при высоком давлении и т.п. могут образовываться нестабильные соединения, тоже дааааавным-давно известно, взять хотя бы алмазы.
А почему алмаз - это нестабильное соединение?
Потому что он при н.у. метастабилен. То есть, э-э-э, очень медленно нестабилен.
Вы неправильно понимаете, что такое метастабильность. Метастабильность это состояние, соответствующее локальному минимуму на поверхности потенциальной энергии, а нестабильность не соответствует минимуму вообще. Алмаз при комнатной температуре не превращается в другие аллотропы углерода ни медленно, ни быстро, никак, и это не вопрос времени. Энергетический барьер превращения алмаза в стабильную аллотропную модификацию много больше kT, поэтому при комнатной температуре он полностью устойчив.
Нестабильность в термодинамическом смысле это состояние, не соответствующее минимуму на ППЭ, а в кинетическом - это состояние, барьер перехода из которого в более стабильное сопоставим с kT при данной температуре. Например, олово ниже 13 градусов цельсия нестабильно в кинетическом смысле, хоть термодинамически и метастабильно. А вот молекула He2 нестабильно в термодинамическом смысле.
Всë это очень интересно, шарики сжимаем и всë такое. Но при 0 цельсия вода плотнее льда.
А как пощупать твердую воду рукой?
Достать лёд из холодильника
Главное, чтобы это был не лёд-9.
Рукой все еще можно его щупать
Истинный вакуум еще опаснее, так как он более стабилен чем наш ложный и появившись в одном месте вселенной схлопнет всё в ничто.
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/737568/
я не про лед, статья же о сжатии, как потрогать воду, сжатую до состояния твердой?)
При этом если при 100 градусах по Цельсию бактерии и прочая мерзость погибают, то при более низких температурах такой уверенности нет
Но есть нюанс. Дело вот в чём: бактерии и прочая мерзость погибают не от ужаса, видя стрелку, пересёкшую сотню, а от того, что их тупо изнутри паром разрывает, когда цитоплазма закипает. Так вот, вода внутри них — точно такая же, как и снаружи — а потому когда вода снаружи кипит при пониженной температуре, то при ровно той же пониженной температуре кипит и вода внутри бактерии — и последнюю точно так же разрывает на мелкие клочки, пусть и не настолько горячей водой.
Неправда ваша. Бактерии, а главным образом - прочая мерзость, погибают из-за денатурации белков, а также выхода из строя прочих химических машин. Причём, некоторые бактерии выдерживают кипячение.
Уничтожение же всех бактерий закипанием цитоплазмы - не гарантировано, потому что пузырьки пара образуются не во всех точках объёма воды. Нет никакой гарантии, что внутри каждой бактерии образуется по пузырьку.
погибают из-за денатурации белков,
Вы абсолютно правы, но от денатурации белков они погибают гораздо раньше — как нам подсказывает добрый доктор ниже, в районе +60.
не гарантировано, потому что пузырьки пара образуются не во всех точках объёма воды
А нам и не нужно во всех — нам вполне достаточно мембрану лопнуть — и не так уж и важно, в какой именно точке.
А нам и не нужно во всех — нам вполне достаточно мембрану лопнуть — и не так уж и важно, в какой именно точке.
Там все несколько сложней, потому как многие бактерии могут образовывать споры - это такое особое законсервированное состояние, очень устойчивое к неблагоприятным факторам. И 60 градусов, температура обычной пастеризации, споры не убивает.
"А как у Александра Македонского было 3 черепа?" (С)
:)))
Так какова вероятность, что эта точка вообще окажется внутри бактерии?
Маловата. Они обычно на поверхности кастрюли, там где воздушные пузырьки остались
Плюс нужно посчитать, выдержит ли мембрана кипение. Прочность мембраны падает как квадрат расстояний, а объем как куб. Может получится так что мембрана слабая, но объем внутри столь малый, что разрывающие силы исчезающе малы и мембрану даже не деформируют. То есть мембрана выдержит 1000 атмосфер без деформации, а при кипении дельта по давлению около нуля, может 0.001 атмосферы. Так как жидкость в емкости кипит и снижает температуру, а при температуре кипения перепад давлений почти нулевой (если жидкость не перегретая из-за отсутствия центра кристаллизации).
И состав жидкости внутри бактерии отличается от обычной воды, кипит при более высокой температуре, обычно соли и электролиты внутри присутствуют.
В воде внутри бактерии овердофига неоднородностей, которые могут служить центрами парообразования.
Контрольная точка - 60 градусов по Цельсию. Температура денатурации белка.
А вот и нет. Температура денатурации у всех белков разная и некоторым из них 60 градусов ничего не сделают, другие же к 60 уже давно в осадок выпадут. Но проблема даже не в этом, а в том, что некоторые бактерии и кипячение спокойно переживают в форме споры, а если температура даже близко до 100 не поднимается, то некоторым и в форму споры переходить не нужно чтобы выжить
Существуют бактерии, которые могут пережить 100 градусов по цельсию, а также целый подкласс археев - гипертермофилы, для которых темепература около 100 - рабочая
А точно вода внутри клеток "такая же"? Это ведь электролитный супец с белками и прочей органикой. Обязана ли такая "вода" соответствовать фазовой диаграмме воды? Думается, что нет.
Даже при нормальном давлении ты не сможешь закипятить воду в сосуде, который нагревается водой, которая не может нагреться выше температуры кипения. При температуре кипения (при ста или другой, не важно), теплоперенос снаружи внутрь остановится, потому что он пропорционален разности температур. При этом вода внутри сосуда будет всё ещё жидкой. Наверно, в ней могут начать испаряться растворённые газы, образуя пузырьки.
За такие подписи к логарифмическим шкалам, как на первом графике, надо штраф ввести.
"...а на практике всё выглядит куда страшнее. Подобная аномалия может стать смертельной западней для животного, которое случайно провалится в такой пруд и постаралось интенсивно выбираться. Оно просто вмёрзнет в лёд."
Что-то странное тут написано наверное...
А мне кажется всё логично. Переохлаждённая вода остаётся жидкой, пока её не потревожат. Другое дело, возможно ли вообще в природе существование лужи из переохлаждённой воды.
Полагаю, невозможно. Потому что каждая песчинка на дне её тревожит.
там, скорее всего, имелась ввиду такая аномалия:
https://www.youtube.com/watch?v=wHDR2MCmARA
Думаю возможно. Бывает берешь из вендингово аппарата воду, она жидкая. Но при падении / ударе на глазах превращается в бутылке в лед.
Вот первое, что нашлось:
Думаю, сильно зависит от размеров лужи. Есть бактерии, поражающие листья растений в период первых заморозков с помощью очень оригинального (для нас) механизма - с помощью специальных белков, облегчающих кристаллизацию воды, они провоцируют рост кристалла льда, прокалывающего внешние защитные покровы растительной клетки. То есть в таких масштабах - нанолужи - переохлажденная вода живым организмам встречается, и довольно давно. Но тем, кто крупнее инфузории, подобную нестабильность наверное не встретить
смертельной западней для животного,
А вы наберите в поиске - "птицы вмёрзшие в лёд"
– Теперь представьте себе, – с явным удовольствием продолжал доктор Брид, – что существует множество способов кристаллизации, замораживания воды. Предположим, что тот лед, на котором катаются конькобежцы и который кладут в коктейли – мы можем назвать его «лед-один», – представляет собой только один из вариантов льда. Предположим, что вода на земном шаре всегда превращалась в лед-один, потому что ее не коснулся зародыш, который бы направил ее, научил превращаться в лед-два, лед-три, лед-четыре… И предположим, – тут его старческий кулак снова стукнул по столу, – что существует такая форма – назовем ее лед-девять – кристалл, твердый, как этот стол, с точкой плавления или таяния, скажем, сто градусов по Фаренгейту, нет, лучше сто тридцать градусов.
Получается лёд-6 тает при 80'C. Запомню, блесну эрудицией в сауне.
Правильно ли я понимаю что кусок кривой жидкость-газ отвечает за парциальное давление водяного пара при данной температуре (т.е. 100% влажности при данной температуре) ? И само давление на этой диаграмме относится именно к парциальному давлению?
Нет, это именно общее давление на поверхность жидкости.
Вам не требуется 1 бар парциального давления чтобы заставить воду кипеть при 100 градусах Цельсия.
Тогда я не понимаю откуда в воздухе водяной пар при атмосферном давлении и температурах менее 100С
Пар образуется не только при кипении.
Тут прикол в водородных связях которые образуются только в жидкой фазе. Если-бы они отсутствовали, температура кипения была ≈-80⁰с (а температура замерзания ≈-100⁰с). Т.е. рассматривая водяной пар в воздухе надо отталкиваться от -80⁰с. Выше этой температуры даже лед, вполне себе, испаряется. Эти же водородные связи ответственны за более высокую плотность жидкой фазы чем у твердой и её конскую теплоёмкость.
Аквалид пошел! (с) Шефнер
Ого, как диаграмма про тройную точку воды и беглое обсуждение сверхкритики зашло читателям Хабра. Что же будет, если рассказать про диаграмму "железо-цементит", из которой растет вся стальная индустрия?
Уже упоминали в комментах: https://habr.com/ru/articles/889826/comments/#comment_28038838
Т.е. гипотетически, при должных условиях, Лёд-девять всё-таки возможно добыть? ;) Или нет? :)
Так что в итоге, если поближе к практике? На дне Марианской впадины вода твёрдая или нет?
Всё, что мы сейчас рассмотрели на примере палки и верёвки, описывается
А где мы его рассмотрели? Я что-то пропустил.
Можно ли сделать воду твёрдой, если просто сжать её механически?