Самая дорогая жидкость

Содержание

Топ 10: Самые дорогие жидкости в мире (11 фото)


Каждый человек знает о том, что золото и платина являются одними из самых дорогих металлов на планете. Едва ли кто-то сможет сказать их точную стоимость, если он только не работает на бирже. Однако это и не важно. Куда важнее то, что в нашем мире есть много дорогих жидкостей, значительно превосходящих по цене любой известный металл. Что же это за вещества такие, узнаем в этом обзоре.
1. Человеческая кровь

Да, кровь действительно очень дорогая.
Человеческая кровь является весьма дорогой жидкостью. Один литр этого вещества обойдется примерно в 23 тысячи российских рублей. Кровь, является единственной жидкостью в данном перечне, дороговизна которой объясняется сложностью ее сбора, а вовсе не редкостью. Для сбора крови нужно слишком много разных специалистов, оборудования и времени.
2. Гамма гидроксибутират

Сейчас этот препарат запрещен.
Данное вещество стоит около 160 тысяч рублей за один литр. Первоначально его использовали в медицине, как обезболивающий препарат, а так же, как средство от бессонницы и депрессии. На данный момент производство и распространение этого вещества объявлено вне закона. Виной тому – привыкание пациентов к гидроксибутирату. Также препарат приобрел дурную славу, так как стал широко использоваться насильниками. Все дело в том, что гидроксибутират не имеет ярко выраженного вкуса и цвета. Оказавшись в еде или питье человека, он делает его абсолютно беспомощным.
3. Краска для принтера

Кто бы мог подумать, но это так.
Сложно поверить, однако краска для принтера стоит по 165 тысяч рублей за один литр. Таким образом, одна капля краски для принтера дороже капли почти любого премиального шампанского! Примечательно, что само производстве красок очень дешевое. Высокая цена обусловлена необходимостью сбора средств для дальнейших типографских исследований и созданий новых видов чернил и красок.
4. Ртуть

Добывать ртуть сложно, а искать ее в земных недрах — еще сложнее.
Тяжелый металл, который использует в многочисленных отраслях промышленности. За один литр придется отдать порядка 50 тысяч рублей. Стоит напомнить о том, что ртуть является единственным металлом в периодической таблице, который остается жидким при комнатной температуре. Дороговизна ртути главным образом продиктована сложностью геологической разведки ее природных месторождений, а также долгим процессом ее добычи и последующей химической обработки.
5. Инсулин

Сегодня инсулин получают самыми разными способами, но он все еще очень дорог.
За один литр инсулина нужно заплатить 140 тысяч рублей за литр. Данное вещество естественным образом вырабатывается в поджелудочной железе человека. Он поддерживает глюкозу в крови на необходимом уровне, а также принимает участие в обмене жиров. Раньше инсулин получали из поджелудочной коров и свиней. А вот боле дорогой, но в тоже время и более эффективный синтетический инсулин был синтезирован только в 1963 году.
6. Шанель номер 5

Духи тоже жидкость!
За один литр духов Шанель номер 5 придется отдать шокирующие 400 тысяч рублей за литр! Престижный бренд завоевал свою всемирную славу еще в 20-е годы прошлого столетия. На сегодняшний день этот фирменный парфюм считается одним из лучших в мире.

7. Кровь мечехвостов

Из-за сбора крови эти животные вымирают.
Мечехвосты – это морские членистоногие, чья кровь нашла широкое применение в фармакологии. Все дело в том, что из их крови делается химический реактив, который используется для проверки чистоты медицинских препаратов. Секрет в том, что кровь мечехвостов очень быстро сворачивается при попадании в нее бактерий. Эта особенность и позволяет выявлять бактериологические токсины. За один литр крови нужно отдать 900 тысяч рублей.
8. ЛСД
Ужасный и очень опасный галлюциноген.
Сильнейший галлюциноген и любимый наркотик хиппи получается полусинтетическим способом из красной спорыньи, которая паразитирует на колосьях ржи.
9. Яд королевской кобры
Яд кобры невероятно дорог и полезен.
Королевская кобра является самой крупной на планете (в своем виде), а вместе с тем и самой ядовитой. Один укус кобры способен свалить здорового взрослого слона! Эта убийственная жидкость нашла широкое применение в фармакологии. Из нее в частности делают средства от болезни Альцгеймера, синдрома Паркинсона и шизофрении.
10. Яд скорпиона
Редкая и дорогая субстанция.
За один литр яда скорпиона можно отдать ошеломительные 587 млн рублей. Таким образом, именно яд этих крошечных членистоногих является самой дорогой жидкостью на планете. Помимо своих убийственных эффектов, яд скорпиона обладает также противовоспалительными и болеутоляющими эффектами. Он даже способен остановить рост раковых опухолей! Высокая цена жидкости обусловлена тем, что достать ее невероятно трудно.

Человеческая кровь, духи Шанель №5 и яды натурального происхождения — что может их объединять? Как ни странно, — их высочайшая цена, так как все они — самые дорогие жидкости в мире. Шестёрка самых ценных жидкостей на свете представлена в нашем рейтинге.

6 ФОТО

6. Лак для ногтей — 240 долларов за литр.

Лак для ногтей, на первый взгляд, не кажется чем-то дорогим. Тем не менее, содержимое маленьких бутылочек является достаточно ценным, чтобы попасть на шестое место нашего рейтинга. Сырьём для изготовления лака является нитроцеллюлоза. (Фото: Angela).

5. Человеческая кровь — 397 долларов за литр.

Вопреки распространённому мнению, что благодаря массовому донорству, человеческая кровь не является редкостью, на самом деле, её цена достаточно высока. Причиной этому служит высокая стоимость процессов сбора, хранения и транспортировки крови. (Фото: Ian Aberle).

4. Духи Шанель №5 — 6 878 долларов за литр.

Пожалуй, самые знаменитые духи в мире, впервые появились в продаже в 1922 году. Созданная знаменитой француженкой Коко Шанель композиция, содержит около 80 ингредиентов, самым дорогим из которых является столистная роза. Chanel No. 5 пользовались такие знаменитости, как Мэрилин Монро, Катрин Денёв, Николь Кидман и Одри Тату. (Фото: Lonouri).

3. ЛСД — 32 539 долларов за литр.

ЛСД — это психоактивное вещество, которое являлось любимым наркотиком поколения «Детей цветов» 60-х годов прошлого века. И хоть никто не покупал его литрами, гипотетически, одного литра этой субстанции хватило бы, чтобы обеспечить психоделический «улёт» для 15 тысяч человек. (Фото: Andrew Gallimore).

2. Яд королевской кобры — 40 476 долларов за литр.

Один укус этой ядовитой змеи может убить человека в течение 15 минут. Королевская кобра может лишить жизни даже слона (смерть наступает спустя 3 часа). Яд кобры используется в медицине уже много лет для лечения различных болей. (Фото: Art G).

1. Яд скорпиона — 10 317 460 долларов за литр – лидер нашего рейтинга.

Скорпионы используют свой яд для защиты от хищников и для охоты. Среди тысяч видов скорпионов, только 25 вырабатывает яд, смертельно-опасный для человека. Почему же этот яд имеет столь высокую цену? Дело в сложности получения этого сырья и высоком спросе на него — белок, содержащийся в яде скорпиона используется при лечении ревматизма, инсульта, воспалении кишечника и даже рака мозга. (Фото: G Vargas).

Создание бумаги для скрапбукинга при помощи «Жидкой бумаги».

Что такое «Жидкая бумага»?

«Жидкая бумага» — специальный состав, который при высыхании образует слой декоративной бумаги. Эта паста состоит из волокон бумаги, замешанных по особому рецепту (жидкая бумага). Можно использовать «жидкую бумагу» саму по себе, а можно добавлять в нее блестки, нити или лепестки сухих цветов и создавать уникальные текстуры и цвета. Кроме того, эту пасту можно наносить практически на любую поверхность при помощи шпателя или кисти. Ну, и конечно, можно самим делать листы декоративной бумаги, а потом использовать ее для скрапбукинга: прокалывать фигурными дыроколами, теснить, рвать и т.д.

Жидкая бумага не содержит кислоты и лигнина, а значит идеальна для скрапбукинга. Паста не токсична и смывается водой и мылом, пока не высохла.

Цветовой диапазон пасты небольшой (по-крайней мере у нас в России), но можно самостоятельно изменить цвет жидкой бумаги, замешав в нее акриловую краску нужного цвета (до 30% от объема пасты).

Как же сделать лист декоративной бумаги?

Чтобы получить лист декоративной бумаги, нужно нанести пасту на полиэтиленовый лист или пластиковый пакет (например на файл для бумаг). Чтобы спрессовать волокна и удалить излишек влаги используйте губку. Паста высыхает в течение 12-24 часов, в зависимости от толщины нанесенного слоя. Можно подсушить пасту обычным феном.

Не забывайте, что в жидкую бумагу можно добавлять сухоцветы, нити и блестки, для создания оригинальных текстур и дизайнов.

Как еще можно использовать жидкую бумагу?

При помощи жидкой бумаги можно декорировать самые разные вещи: коробочки, записные книжки и многое другое. Жидкая паста подходит для следующих поверхностей: дерево, холст, штукатурка, пенопласт, папье-машье, жесть, керамика и стекло.

Примеры использования:

ТОП-10: Очень странные вещества, открытые наукой

Еще до зарождения философии в Древней Греции люди были одержимы идеей субстанций, где заканчивается одна материя, и начинается другая, и общими строительными блоками жизни. Но за тысячи лет, в течение которых мы изучали различные материалы, мы получили представление о том, что к чему. С помощью химии и периодической таблицы мы пришли к пониманию и научились предсказывать поведение основных веществ или материалов.
У некоторых материалов есть странные абстрактные черты. Нам кажется, что все в природе действует по строгим правилам, кажется предсказуемым и чудесно вписывается в аккуратные небольшие пояснительные инструкции. Это дает нам возможность классифицировать вещи различным способом и понимать их такими, какие они есть. Вот 10 абсолютно странных материалов, которые были открыты учеными за многие годы.
10. Трииодид

Фото: quirkyscience.com
В то время как трииодид является химическим веществом, которое можно смешивать с другими для создания различных химических веществ, сам по себе трииодид, по сути, не очень интересен. Обычно это желтоватое вещество, которое становится красным при получении трииодида азота, который обозначается как NI. Что такого особенного в трииодиде азота? Это его крайняя взрывоопасность.
Большинство взрывчатых веществ становятся таковыми под воздействием химических процессов, таких как взаимодействие с теплом и горение. Но только не трииодид азота, который взрывается при контакте с ним. Именно так. Возьмите грамм этого порошка, поставьте его на стол, прикоснитесь к нему чем угодно и наблюдайте шоу. Все, что требуется для взрыва — простой контакт или трение. Этот материал настолько неустойчив, что к взрыву может привести даже легкое прикосновение к нему.
9. Вантаблэк

Фото: Live Science
Вантаблэк (Vantablack) – это искусственный материал, разработанный компанией Surrey NanoSystems. Этот материал является эквивалентом черной дыры в том, что он поглощает свет настолько, что трехмерные объекты, покрытые материалом, кажутся двумерными, поскольку сильно снижается преломление любого света. Вантаблэк удерживает мировой рекорд как самое темное искусственное вещество и самый темный черный, который вы можете купить. Материал поглощает 99 процентов всего света, с которым вступает в контакт.
В Южной Корее им даже покрыли здание, чтобы создать «самое темное место на Земле», имитируя самые глубокие тайники космоса. Цель состояла в том, чтобы создать опыт погружения в темноту — глубокое темное облако черного. Трехмерные объекты, покрытые вантаблэк, выглядят как тени, которые отбрасывает объект, развернутый в профиль. Это, мягко говоря, очень интересный материал.
8. Супергидрофобный материал

Фото: ultrahydrophobiccoating.com
Супергидрофобный материал – это не то, что мы покупаем, чтобы покрыть кожу или замшу, или нанести на деревянные поверхности, находящиеся снаружи, чтобы защитить их от дождя и другого воздействия. Супергидрофобный материал заставляет воду сворачиваться в сферы, которые выглядят как драгоценные камни.
Он настолько водооталкивающий, что, если вы распылите его на лобовое стекло вашего автомобиля, то сможете ездить под дождем со скоростью до 64 километров в час, и ваше лобовое стекло останется сухим. Прощайте, дворники.
На самом деле, супергидрофобный материал отталкивает почти все жидкости, заставляя их сворачиваться в маленькие шарики, которые вы даже можете катать, как если бы они были настоящими шариками. Этот материал гениален и имеет множество вариантов применения, в том числе и для высокотехнологичных отраслей промышленности. Он очень странный.
7. Ферромагнитная жидкость

Ферромагнитные жидкости представляют собой тип жидкости, которые можно преобразовывать в странные формы, даже не касаясь. Обычно это темная, черная, красноватая, или серая жидкость, которая ведет себя так же, как и обычные жидкости, если нет магнитного поля.
Как только жидкость вступает в контакт с магнитным полем, она становится высоко намагниченной, и начинает принимать разные формы, изгибаясь и вытягиваясь. Она ведет себя как наши обычные твердые магниты, только находится при этом в жидком состоянии.
Эта штука похожа на темный жидкий металл. Ее можно приобрести в интернете или даже сделать с помощью доступной в интернете инструкции. Как и многие другие чудеса физики, ферромагнитная жидкость в действии – удивительное зрелище. Она реагирует на магнитное поле и ведет себя в соответствии с ним. Когда магнитное поле исчезает, жидкость растекается случайным образом.
6. Сверхкритическая жидкость

Фото: Ben Finney, Mark Jacobs
Сверхкритическая жидкость — это материал, созданный при определенных значениях температуры и давления. Она отменяет границы физических свойств, которые мы знаем. Короче говоря, сверхкритическая жидкость — это нечто между жидкостью и газом. Это смесь того и другого, но при этом она не является ни жидкостью, ни газом.
Такое случается, когда жидкость нагревается выше критической температуры и давления. Критическая температура — это точка, в которой вещество было нагрето до такой степени, что вы не можете превратить его в жидкость. Критическое давление — это давление, необходимое для превращения газа в жидкость при высокой температуре.
Сверхкритическая жидкость — газообразное вещество с высокими свойствами жидкости. Если бы вы углубились в атмосферу некоторых планет, таких как Юпитер или Нептун, вы бы погрузились в нее. Это супер-странная версия всех жидкостей… или это газ?
5. Нитинол

Нитинол — это торговое название сплава титана и никеля с чрезвычайно необычными (и важными) свойствами. Нитинол часто используется в медицинской промышленности, но имеет и другие применения. Самое странное в этом металле то, что он похож на жидкий металл, который вы видели в «Терминаторе-2: Судный день», в том, что всегда может вернуться к своей первоначальной форме. Нитинол суперэластичный, или у него есть «память» о своей первоначальной форме.
Поэтому, если вы сделаете объект из нитинола, а затем согнете его, он на ваших глазах автоматически сформирует свою первоначальную форму. Эти свойства памяти формы позволяют использовать его и для развлечения, и для практических целей. Его широко применяют для стентов, поскольку нитинол может сжиматься внутри человеческого тела, если необходимо, обладает прочностью металла, и может возвратиться в свою первоначальную форму каждый раз, когда влияние силы, изменяющей его форму, заканчивается. Свойство нитинола по изменению формы активируется теплом. При некоторых температурах он будет изменять свою первоначальную форму. В других случаях он вернется в исходное состояние.
Эту температурную разницу нужно контролировать в пределах 1 градуса Цельсия. От водорослей, которые помнят освещавший их свет, до нитинола, который всегда помнит свою первоначальную форму и возвращается к ней при правильных условиях, материалы с «памятью», безусловно, удивительные и странные.
4. Галлий

Фото: Live Science
Галлий – это химический элемент, металл, с атомным номером 31, который еще больше напоминает жидкий металл из «Терминатора 2: Судный день». Особенно странной характеристикой галлия является низкая температура, при которой он превращается в жидкость. Она чуть ниже 30 градусов по Цельсию. Во многих местах это близко к комнатной температуре.
Это блестящий металл серебристо-белого цвета. Когда вы имеете дело с галлием, вы имеете дело с жидким металлом. Как с жидкостью, с этим металлом можно играть – он сворачивается и формирует в ваших руках разные формы.
У галлия много сфер практического применения, таких как LED – лампы, производство кабеля и фармацевтика. Это очень мягкий металл, даже в твердом состоянии. На самом деле, он настолько мягкий, что вы можете нарезать его ножом без особых усилий. Если вы сделаете из галлия твердый шар, а затем возьмете его в руки, он растает. Это удивительный металл.
3. Гидрогель

Гидрогели — это увлекательная группа веществ, не хуже сверхкритических жидкостей. Однако вместо того, чтобы находиться где-то между жидкостью и газом, гидрогели находятся где-то между жидкостью и твердым телом. Гидрогель сохраняет свою форму и не растекается, как твердое тело, но он изгибается, как жидкость, и очень податлив. Одним из известных гидрогелей является JELL-O. Это забавный перекус для людей по всему миру. Но есть и другие виды гидрогелей, и другие способы их применения, кроме как в продуктах питания.
Благодаря их гибкости и долговечности, у гидрогелей открываются большие перспективы в мире науки в качестве биоматериалов, которые можно помещать на, или в организм человека. Их способность полностью разжижаться, заполнять пространство, а затем затвердевать и все еще быть гибкими, просто удивительна.
Гидрогели представляют собой серию полимеров, у которых есть определенные химические и физические свойства, и которые плавно изменяют свое состояние с твердого на жидкое. При нагревании белки полимера рассеиваются и перемещаются более свободно. При охлаждении те же самые белки снова затвердевают, но не так сильно, как когда вода превращается в лед. Эти белки делают гидрогель одним из самых необычных чувствительных и внешне интересных веществ.
2. Графеновый аэрогель

Фото: graphene-info.com
Графеновый аэрогель — самый легкий материал на Земле и, безусловно, самый легкий твердый материал, который мы знаем. Его вес составляет всего 0,16 миллиграммов на кубический сантиметр, практически легче, чем воздух. Его плотность даже ниже плотности гелия, хотя немного выше плотности водорода, самого легкого из всех газов.
Графеновый аэрогель был создан из гидрогеля, в котором жидкое содержимое заменили воздухом, в результате объем воздуха в веществе составил 99,98 процента. Вот почему он такой легкий – он пустой. В нем не так много твердых атомов, чтобы он много весил. В результате графеновый аэрогель является наименее плотным из всех известных твердых материалов.
Помимо того, что сегодня графеновый аэрогель используется в разных клеящих веществах, покрытиях и наполнителях, его также используют как легкий материал для трехмерной печати, который позволяет добиться точности. Будущее графенового аэрогеля многообещающее, и это вещество станет основным продуктом будущего для печати таких предметов, как легкие кофейные чашки или даже ювелирные изделия.

1. Темная материя

Фото: Live Science
Темная материя — одна из самых неуловимых субстанций во Вселенной, которая нам известна сегодня, и это делает ее, возможно, одной из самых удивительных. Темная материя составляет около 27% от физической Вселенной. Ее нельзя обнаружить по степени ее освещенности, преломлению света, благодаря которому мы видим обычную материю своими глазами и специальными приборами. Темную материю можно обнаружить только по гравитационному притяжению. Мы знаем, что она где-то там, но не видим ее. Таким образом, мы можем предположить ее наличие только по притяжению, которым она удерживает другие видимые нам объекты.
С появлением первой гипотезы о ее существовании в 1970х годах, присутствием темной материи стало возможным объяснить таинственные движения многих объектов, притягиваемых в ее гравитационное поле – например, галактик, которые каким-то волшебным образом уходят от влияния гравитационного поля более крупных галактик. Гравитационное усиления происходит, когда вещество в пространстве искажает пространственную ткань и искривляет свет. Даже если мы не можем видеть темную материю, мы знаем, что она существует. Она искривляет проходящий свет, а не излучает или поглощает его.
Темная материя составляет около 27 процентов наблюдаемой Вселенной, но наблюдаемая материя составляет только 5 процентов нашей Вселенной. Около 68% Вселенной — это «темная энергия», таинственная, неуловимая энергия. Это означает, что, наблюдая за веществом, можно увидеть около 5 процентов нашей Вселенной. Мы можем воспринимать ее только по тому крошечному кусочку, который можем наблюдать. Это делает темную материю одним из самых странных веществ, обнаруженных современной наукой.

Да, речь в этой статье пойдет о обычной воде. Впрочем, то, что мы с детства привыкли к воде, вовсе не означает, что она обычна! Знаменитый научно-популярный фильм «Великая тайна воды» просмотрели миллионы людей. Это о чем-то да говорит. Но даже посмотрев этот фильм, ни зрители, ни многие ученые вовсе не могут сказать, что они знают о воде все. Вода по-прежнему остается самым необычным и малопонятным веществом в мире. Чтоб немного приподнять завесу тайны, мы предлагаем вам избранные места из книги академика И.В. Петрянова-Соколова, который долгие годы занимался изучением воды.

Всё ли нам известно о воде?

Относительно недавно, в 30-х годах 20-го века, химики были уверены, что состав воды им известен. Но однажды один из них измерил плотность остатка воды после электролиза и был крайне удивлен: плотность оказалась на несколько стотысячных долей выше нормальной. Но в науке мелочей нет и даже такая ничтожная разница требовала объяснения. В результате учёные открыли много новых больших тайн природы. Они узнали, что вода очень сложна.

Так например были открыты новые изотопные формы воды: из обычной получена тяжёлая вода, без которой невозможна сегодняшняя атомная энергетика: при термоядерной реакции дейтерий, выделенный из литра воды, даст столько же энергии, как 120 кг угля!

Бывает ли «обыкновенная вода»?

Оказывается — нет. Нигде нет обыкновенной воды. Она везде разная. Даже по изотопному составу вода в природе всегда различна. Состав зависит от истории воды — от того, что с ней происходило в бесконечном круговороте ее в природе. Так при испарении вода обогащается протием, и вода дождя поэтому отлична от воды озера. Вода реки не похожа на морскую воду. В закрытых озерах вода содержит больше дейтерия, чем вода горных ручьев. В каждом источнике свой изотопный состав воды. Когда зимой замерзает вода в озере, никто из тех, кто катается на коньках, и не подозревает, что изотопный состав льда изменился: в нем уменьшилось содержание тяжёлого водорода, но повысилось количество тяжелого кислорода. Вода из тающего льда тоже другая и отличается от воды, из которой лед был получен.

Что значит «легкая вода»?

Это та самая вода, формулу которой мы знаем со школы — H2O. Но оказывается, такой воды в природе нет. Такую воду с огромным трудом приготовили учёные. Она им понадобилась для точного измерения свойств воды в качестве эталона. Пока такая вода существует только в нескольких крупнейших лабораториях мира, где изучают свойства различных изотопных соединений.

Что такое «тяжелая вода»?

И такой воды в природе нет. Строго нужно было бы называть тяжелой воду, состоящую только из одних тяжелых изотопов водорода и кислорода, D2O, но такой воды нет пока даже и в лабораториях ученых. Разумеется, если эта вода понадобится в науке или технике, то ученые сумеют найти способ ее получить: и дейтерия, и тяжёлого кислорода в природной воде сколько угодно.

В науке и ядерной технике принято для простоты называть тяжелой водой тяжеловодородную воду. То есть она содержит только дейтерий вместо обычного, легкого изотопа водорода. Изотопный состав по кислороду в этой воде соответствует обычно составу кислорода воздуха. Ещё совсем недавно никто в мире и не подозревал, что такая вода существует, а теперь во многих странах мира работают гигантские заводы, перерабатывающие миллионы тонн воды, чтобы извлечь из нее дейтерий и получить чистую тяжелую воду.

сколько вод содержится в воде?

В воде, которая льется из водопроводного крана и имеет речное происхождение, тяжёлой воды около 150 г на тонну, а тяжелокислородной, содержащей «тяжелый» изотоп кислорода и обычный водород — почти 1,8 кг на тонну воды. Ну а если взять воду из Тихого океана, то в ней тяжелой воды содержится почти 165 г на тонну. Мелочь, но все же…

В тонне льда одного из крупных ледников Кавказа тяжелой воды на 7 г больше, чем в речной воде, а тяжелокислородной воды столько же. Но зато в воде ручейков, бегущих по этому леднику, тяжеловодородной воды оказалось меньше на 7 г, а тяжелокислородной — на 23 г больше, чем в речной.

Тритиевая вода T2O выпадает на землю вместе с осадками, но еу очень мало — всего лишь 1 г на миллион миллионов тонн дождевой воды. В океанской воде ее еще меньше.

Строго говоря, вода всегда и всюду разная. Даже в снеге, выпадающем в разные дни, разный изотопный состав. Конечно, отличие невелико, всего 1–2 г на тонну. Только, пожалуй, очень трудно сказать — мало это или много.

В чем различие между легкой природной и тяжелой водой?

Ответ на этот вопрос будет зависеть от того, кому он задан. Простой человек не сомневается, что с водой он знаком хорошо. Если любому из нас показать три стакана с обычной, тяжелой и легкой водой, то каждый даст совершенно четкий ответ: во всех сосудах простая чистая вода. Она одинаково прозрачна и бесцветна. Ни на вкус, ни на запах нельзя найти между ними никакой разницы. Химик на этот вопрос ответит почти так же: между ними нет почти никакой разницы. Все их химические свойства почти неразличимы: в каждой из этих вод натрий будет одинаково выделять водород, каждая из них при электролизе будет одинаково разлагаться, все их химические свойства будут почти совпадать. Оно и понятно: ведь химический состав у них одинаков — это вода.

Физик не согласится. Он укажет на заметную разницу в их физических свойствах: и кипят и замерзают они при различных температурах, плотность у них разная, упругость их пара тоже немного отличается. И при электролизе они разлагаются с разной скоростью. Легкая вода быстрее, а тяжелая — помедленнее. Разница в скоростях ничтожна, но остаток воды в электролизере оказывается немного обогащенным тяжелой водой. Так, собственно, она и была открыта. Изменения в изотопном составе мало влияют на физические свойства вещества. Те из них, которые зависят от массы молекул, меняются заметнее, например скорости диффузии молекул пара.

Биологам, пожалуй, еще нужно будет над вопросом о различии между водой с разным изотопным составом поработать. Ведь различия влияния этих видов воды на живые организмы и вовсе мало изучены. Так например совсем недавно все считали, что в тяжелой воде живые существа не могут жить. Ее даже мертвой водой называли. Но затем оказалось, что если медленно и и постепенно заменять протий в воде, где живут некоторые микроорганизмы, на дейтерий, то можно их приучить к тяжелой воде и они будут в ней неплохо жить и развиваться. А вот обычная вода для них станет вредной.

Сколько молекул воды в океане?

Одна. И это не шутка. Конечно, каждый может, посмотрев в справочник и узнав, сколько в Мировом океане воды, легко сосчитать, сколько всего в нем содержится молекул H2O. Но такой ответ будет не совсем верен. Вода — вещество особенное. Благодаря своеобразному строению отдельные молекулы взаимодействуют между собой. Возникает особая химическая связь вследствие того, что каждый из атомов водорода одной молекулы оттягивает к себе электроны атомов кислорода в соседних молекулах. За счет такой водородной связи каждая молекула воды оказывается довольно прочно связанной с четырьмя соседними молекулами.

Как же все-таки построены молекулы воды в воде?

Строение молекул в жидкой воде очень сложно. Когда плавится лед, его решетчатая структура частично сохраняется в образующейся воде. Молекулы в талой воде состоят из многих простых молекул — из агрегатов, сохраняющих свойства льда. При повышении температуры часть их распадается, их размеры становятся меньше.

Взаимное притяжение ведет к тому, что средний размер сложной молекулы воды в жидкой воде значительно превышает размеры одной молекулы воды. Такое необычайное молекулярное строение воды обусловливает ее необычайные физико-химические свойства.

Какова плотность воды?

Правда, странный вопрос? Ведь еще из школьного курса физики мы помним, что масса одного кубического сантиметра воды равна 1 грамм — ни больше, ни меньше. Но оказывается, не все так просто. Теоретики подсчитали, что если бы вода не сохраняла рыхлую, льдоподобную структуру в жидком состоянии и её молекулы были бы упакованы плотно, то и плотность воды была бы гораздо выше. При 25°C она была бы равна не 1, а 1,8 г/см3. Кстати если кто забыл, то вода — единственное вещество на планете, которое при замерзании имеет меньшую плотность, чем в жидком состоянии. А у «среднестатистической» воды наибольшая плотность наблюдается при 4°С.

При какой температуре вода должна кипеть?

И это мы помним с детства: при ста градусах. Именно температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении и выбрана в качестве одной из опорных точек температурной шкалы, условно обозначенной 100°C. Однако вопрос поставлен иначе: при какой температуре вода должна кипеть? Ведь температуры кипения различных веществ не случайны. Они зависят от положения элементов, входящих в состав их молекул, в периодической системе Менделеева.

Если сравнивать между собой одинаковые по составу химические соединения различных элементов, принадлежащих к одной группе таблицы Менделеева, то можно заметить, что чем меньше атомный номер элемента, тем ниже температура кипения его соединений. Вода по химическому составу может быть названа гидридом кислорода. H2Te, H2Se и H2S — химические аналоги воды. Ученые вычислили расчетную температуру кипения гидрида кислорода по положению его в периодической таблице: вода должна кипеть при –80°C. То есть вода кипит приблизительно на сто восемьдесят градусов выше, чем должна бы. Температура кипения воды — это самое привычное нам её свойство — оказывается необычайным и удивительным.

А какая температура замерзания воды?

И снова мы помним, что вода замерзает при нуле градусов. Это вторая опорная точка термометра. Самое обычное свойство воды. Но ведь и в этом случае можно спросить: при какой температуре вода должна замерзать в соответствии со своей химической природой? Оказывается, гидрид кислорода на основании его положения в таблице Менделеева должен был бы затвердевать при ста градусах ниже нуля!

Из того, что температура плавления и кипения гидрида кислорода — его аномальные свойства, следует, что в условиях нашей Земли жидкое и твёрдое состояния его также аномальны. Нормальным должно было бы быть только газообразное состояние воды.

Может ли вода помнить?

Влияет ли предыдущая история воды на ее физико-химические свойства и возможно ли, исследуя свойства воды, узнать, что происходило с ней ранее, — заставить саму воду „вспомнить“ и рассказать нам об этом? Да, возможно. Проще всего это можно понять на простом, но очень интересном примере — на памяти льда.

Лед — это ведь вода. Когда вода испаряется — меняется изотопный состав воды и пара. Легкая вода испаряется хотя и в ничтожной степени, но быстрее тяжелой. При испарении природной воды состав изменяется по изотопному содержанию не только дейтерия, но и тяжелого кислорода. Эти изменения изотопного состава пара очень хорошо изучены, и так же хорошо исследована их зависимость от температуры.

Несколько десятков лет назад ученые поставили опыт. В Арктике, в толще огромного ледника на севере Гренландии, была заложена буровая скважина и высверлен и извлечен гигантский ледяной керн длиной почти полтора километра. На нем отчетливо различались годичные слои нараставшего льда. По всей длине керна эти слои были подвергнуты изотопному анализу, и по относительному содержанию тяжелых изотопов водорода и кислорода — дейтерия и тяжелого кислорода были определены температуры образования годичных слоев льда на каждом участке керна. Дата образования годичного слоя определялась прямым отсчетом. Таким образом была восстановлена климатическая обстановка на Земле на протяжении тысячелетия. Вода все это сумела запомнить и записать в глубинных слоях гренландского ледника.

Так в результате изучения изотопных анализов слоев льда была построена учеными кривая изменения климата на Земле. Оказалось, средняя температура у нас подвержена вековым колебаниям. Было очень холодно в XV веке, в конце XVII века и в начале XIX. Самые жаркие годы были 1550 и 1930. То, что сохранила в памяти вода, полностью совпало с записями в исторических хрониках. Обнаруженная по изотопному составу льда периодичность изменения климата позволяет предсказывать среднюю температуру в будущем на нашей планете.

в чем же Тогда состоит загадка «памяти» воды?

Дело в том, что за последние десятилетия в науке постепенно накопилось много поразительных и совершенно непонятных фактов. Одни из них установлены твердо, другие требуют количественного надежного подтверждения, и все они еще ждут своего объяснения.

Например, пока никто не знает, что происходит с водой, протекающей сквозь сильное магнитное поле. Физики-теоретики доказывают, что ничего с ней при этом происходить не может, согласно расчетов, из которых следует, что после прекращения действия магнитного поля вода должна мгновенно вернуться в прежнее состояние и остаться такой, какой была.

А вот опыт показывает, что вода изменяется и становится другой. Из обычной воды в паровом котле растворённые соли, выделяясь, отлагаются плотным и твёрдым, как камень, слоем на стенках котельных труб, а из намагниченной воды выпадают в виде рыхлого осадка, взвешенного в воде. Вроде разница невелика. Но это зависит от точки зрения. По мнению работников тепловых электростанций, эта разница исключительно важна, так как намагниченная вода обеспечивает нормальную и бесперебойную работу гигантских электростанций: не зарастают стенки труб паровых котлов, выше теплопередача, больше выработка электроэнергии. На многих тепловых станциях давно установлена магнитная подготовка воды, а как и почему она работает, не знают ни инженеры, ни учёные.

Кроме того, на опыте подмечено, что после магнитной обработки воды в ней ускоряются процессы кристаллизации, растворения, адсорбции, изменяется смачивание… Правда, во всех случаях эффекты невелики и трудно воспроизводимы. Но каким образом в науке можно оценить, что такое мало и что — много? Кто возьмётся это сделать? Действие магнитного поля на воду (обязательно быстротекущую) длится малые доли секунды, а «помнит“ вода об этом десятки часов. Почему — неизвестно. В этом вопросе практика далеко опередила теоретическую науку. Ведь даже неизвестно, на что именно действует магнитная обработка — на воду или на содержащиеся в ней примеси. Чистой-то воды ведь не бывает.

«Память“ воды не ограничивается только сохранением последствий магнитного воздействия. В науке существуют и постепенно накапливаются многие факты и наблюдения, показывающие, что вода «помнит“ и о том, что она раньше была заморожена. Талая вода, недавно получившаяся при таянии куска льда, отличается от той воды, из которой этот кусок льда образовался. В талой воде быстрее и лучше прорастают семена, быстрее развиваются ростки; даже как будто бы быстрее растут и развиваются цыплята, которые получают талую воду. Кроме удивительных свойств талой воды, установленных биологами, известны и чисто физико-химические отличия. Вязкость талой воды принимает своё обычное для воды значение только через 3–6 суток после плавления. Почему это так пока никто не знает. Большинство исследователей называют эту область явлений «структурной памятью“ воды, считая, что все эти странные проявления влияния предыдущей истории воды на ее свойства объясняются изменением тонкой структуры ее молекулярного состояния.

Знает ли вода, что происходит в космосе?

Этот вопрос затрагивает область столь необыкновенных, столь таинственных, до сих пор совершенно непонятных, наблюдений, что они вполне оправдывают образную формулировку вопроса. Экспериментальные факты установлены точно, но объяснения для них пока еще не найдено.

Поразительная загадка, к которой относится вопрос, была установлена не сразу. Она относится к малозаметному и как будто бы пустяковому явлению, не имеющему серьезного значения. Это явление связано с самыми тонкими и пока непонятными свойствами воды, трудно доступными количественному определению, — со скоростью химических реакций в водных растворах и главным образом со скоростью образования и выпадения в осадок труднорастворимых продуктов реакции.

Так вот, у одной и той же реакции, проводимой в одних и тех же условиях, время появления первых следов осадка непостоянно. Хотя этот факт был давным-давно известен, химики на него внимания не обращали, удовлетворяясь, как это еще часто бывает, объяснением «случайными причинами». Но постепенно, по мере развития теории скоростей реакции и усовершенствования методики исследования, этот странный факт стал вызывать недоумение.

Несмотря на самые тщательные предосторожности в проведении опыта в совершенно постоянных условиях, результат все равно не воспроизводится: то осадок выпадает сразу, то приходится довольно долго ждать его появления. Казалось бы, не все ли равно — выпадает осадок в пробирке за одну, две или через двадцать секунд? Какое это может иметь значение? Но в науке, как и в природе, нет ничего не имеющего значения.

Странная невоспроизводимость все более и более занимала ученых. И наконец был организован и осуществлен совершенно небывалый эксперимент. Сотни добровольных исследователей-химиков во всех частях Земли по единой, заранее разработанной программе одновременно, в один и тот же момент по мировому времени снова и снова повторяли один и тот же простой опыт: определяли скорость появления первых следов осадка, образующейся в результате реакции в водном растворе. Опыт продолжался почти пятнадцать лет, было проведено более трехсот тысяч повторений.

Постепенно стала вырисовываться удивительная картина, необъяснимая и загадочная. Оказалось, что свойства воды, определяющие протекание в водной среде химической реакции, зависят от времени. Сегодня реакция протекает совсем иначе, чем в тот же момент она шла вчера, и завтра она будет идти снова по-другому. Различия были невелики, но они существовали и требовали внимания, исследования и научного объяснения.

Результаты статистической обработки материалов этих наблюдений привели ученых к поразительному выводу: оказалось, что зависимость скорости реакции от времени для разных частей земного шара совершенно одинаковая. Это означает, что существуют какие-то таинственные условия, изменяющиеся одновременно на всей нашей планете и влияющие на свойства воды.

Дальнейшая обработка материалов привела ученых к ещё более неожиданному следствию. Оказалось, что события, протекающие на Солнце, каким-то образом отражаются на воде. Характер реакции в воде следует ритму солнечной активности — появления пятен и вспышек на Солнце. Но и это еще не все: было обнаружено и более невероятное явление. Вода каким-то необъяснимым путем отзывается на то, что происходит в Космосе. Была установлена четкая зависимость от изменения относительной скорости Земли в ее движении в космическом пространстве.

Таинственная связь воды и событий, происходящих во Вселенной, пока необъяснима. А какое значение может иметь связь между водой и Космосом? Оцениить это пока трудно, но… В нашем теле около 75% воды; на нашей планете нет жизни без воды; в каждом живом организме, в каждой его клеточке протекают бесчисленные химические реакции. Если на примере простой и грубой реакции подмечено влияние событий в Космосе, то пока даже и представить себе нельзя, как велико может быть значение этого влияния на глобальные процессы развития жизни на Земле. Наверное, будет очень важной и интересной наука будущего — космобиология. Одним из ее главных разделов станет изучение поведения и свойств воды в живом организме.

Все ли свойства воды понятны ученым?

Разумеется нет! Вода — загадочное вещество. До сих пор ученые не могут еще понять и объяснить очень многие ее свойства. И хотя пристально изучается она уже многие десятки лет, но откроет ли когда-нибудь все свои тайны человеку — об этом мы не можем даже предполагать.

академик И. В. Петрянов-Соколов
Источник: сайт «Химия и жизнь — XXI век» (wsyakayawsyachina.narod.ru)

Liquid Paper: жидкую бумагу изобрела секретарша

23 марта 1924 года в Далласе родилась девочка, которой в будущем было суждено стать изобретательницей жидкой бумаги. Ничего такого она изобретать не собиралась — мечтала стать художницей. Но по окончании Второй Мировой стала матерью-одиночкой и секретарём-машинисткой, печатающей с ошибками.

Перед войной Бетти Грэм (Bette Graham) встретила человека по имени Майкл Несмит (Michael Nesmith). Они поженились, на свет появился сын, которого Бетти также назвала Майклом. Но в 1946 году она развелась, в 1951-м освоила печатную машинку и стенографию, после чего устроилась на секретарскую работу в Texas Bank & Trust.

Работы у Бетти, постепенно ставшей секретарём председателя правления банка, было навалом, а заклятым врагом стала электрическая пишущая машинка — новое по тем временам творение IBM.

У этих новых машин были противные ленты из углеродистой плёнки, поэтому аккуратно стереть опечатки при помощи ластика никак не получалось.

Грэм спасло то, что параллельно она подрабатывала художником и видела, как свои «опечатки» на холсте устраняют живописцы — замазывают и всё. Девушка задалась вопросом, как сделать такую же «замазку» для машинописных ошибок.

Два года спустя Бетти нашла ответ: развела в бутылочке белую темперу и принесла вместе с кисточкой на работу. Она начала закрашивать опечатки, причём так успешно, что начальник ни разу этого не заметил.

Бетти со своим сыном Майклом (фото с сайта people.smu.edu).

Вскоре инновацию заметили коллеги. Другой секретарь попросил у Грэм немного «жидкости для исправления».

Бетти нашла дома какой-то пузырёк зелёного стекла, написала на ярлыке «Прочь ошибки» («Mistake Out») и отнесла жидкость другу. В итоге уже все секретари в здании выпрашивали у Грэм её «безошибочный раствор».

Это был несомненный успех изобретения, который девушка не могла не заметить. В 1956 году прямо у себя дома она основывает Mistake Out Company, превращает кухню в лабораторию и начинает совершенствовать свою жидкость, экспериментируя с новыми компонентами, смешивая их обычным миксером.

Из банка Бетти не увольняется, но принимает у коллег и их друзей заказы, которые старается выполнять по ночам и в выходные. Ей помогают сын вместе с приятелями — разливают «Прочь ошибки» в бутылочки.

Так выглядели первые бутылочки с жидкой бумагой (фото с сайта csupomona.edu).

Однако денег новый бизнес приносит совсем немного, из-за чего появляется соблазн бросить всё к чёртовой матери. Но проблема решается сама собой.

Наверное, вследствие усталости Грэм допускает на секретарской работе ошибку, которую не может исправить никакая жидкость, и босс её увольняет.

Что ж, теперь Бетти может посвятить Mistake Out Company всё своё время, тем более, что спрос неуклонно растёт. Грэм берёт в помощники продавца канцелярских товаров, местного учителя химии и служащего из компании по производству краски.

Добавление в состав других химикалий идёт жидкости на пользу, объёмы производства вырастают с нескольких сотен до тысяч пузырьков в месяц, и Грэм переименовывает компанию из Mistake Out в «Жидкую бумагу» (Liquid Paper).

В 1958 году популярный отраслевой журнал размещает на своих страницах краткое описание жидкой бумаги, после чего заказы начинают поступать уже со всей Америки.

Бетти Грэм занимает достойное место среди женщин изобретательниц. Во всяком случае за рубежом (фото с сайта powerfulhosting.com).

Первой компанией, пытающейся перекупить у Бетти её изобретение, становится IBM, но старается напрасно — в очереди уже появились солидные клиенты: General Electric делает заказ на 400 бутылочек жидкости трёх цветов.

Через некоторое время фирма «Жидкая бумага» производит 25 миллионов пузырьков в год.

В самом начале 1960-х у компании Бетти бывали проблемы, когда расходы перекрывали прибыль, но затем всё устаканилось, в 1968-м «Жидкая бумага» открыла собственный завод, Грэм запатентовала изобретение и зарегистрировала торговую марку.

К 1975 году в фирме трудятся 200 человек, она выходит на международный рынок, темпы производства вырастают до 500 пузырьков в минуту.

А так бутылочки выглядят сейчас. Думается, через какое-то время жидкая бумага окажется и вовсе невостребованной. Вслед за бумагой обычной, которую заменит электронная. Пока же фирма Paper Mate продаёт этот пузырёк за $1,4 (иллюстрация с сайта officeworld.com).

В течение этого года 25 миллионов бутылок жидкой бумаги отправляются к получателям в 31 стране мира.

Чистый доход компании достигает $1,5 миллионов, а позже фирма начинает тратить миллион в год на одну только рекламу.

Всё в том же звёздном для «Жидкой бумаги» 1975 году отношения между Бетти и её вторым мужем Робертом, который присоединился к бизнесу после свадьбы в 1962 году, дали трещину, и супруги развелись.

Госпожа Грэм вскоре понимает, что в корпорации никто не будет особо переживать из-за её отсутствия, покидает пост председателя правления, и это место занимает Роберт.

Совет директоров тут же попытался изменить формулу вещества, чтобы уйти от лицензионных платежей, но Бетти пресекает эти выпады в суде — защищённые законом патенты и бренд по-прежнему принадлежат только ей.

Этот снимок госпожи Грэм сделан в августе 1977 года (фото с сайта gihon.com).

После ухода в отставку предпринимательница увлеклась религией и благотворительностью.

Те самые лицензионные платежи Грэм использовала, чтобы создать два фонда, целью которых была поддержка женщин в бизнесе и искусствах.

К концу жизни она называла себя феминисткой, которая хочет свободы для себя лично всех остальных.

Бетти Грэм умерла 12 мая 1980 года, в завещании разделив наследство между сыном и благотворительными организациями.

В год её смерти компания «Жидкая бумага» была продана корпорации Gillette за $47,5 миллиона.

  • изобретения
  • истории успеха

Грэм, Бетт

В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Грэм.

Бетт Несмит Грэм

Bette Nesmith Graham


Бетт Несмит Грэм со своим сыном Майклом

Имя при рождении

Бетт Клэр Макмюррей

Дата рождения

23 марта 1924

Место рождения

Даллас, США

Дата смерти

12 мая 1980 (56 лет)

Место смерти

Ричардсон, Техас, США

Гражданство

США

Род деятельности

Бизнес, основатель компании Liquid Paper

Отец

Джесси Макмюррей

Мать

Кристин Дюваль

Супруг

Уоррен Несмит (1942–1946)
Роберт Грэм (1962–1975)

Дети

Майкл Несмитruen

Бетт Грэм (англ. Bette Graham; 23 марта 1924, Даллас, Техас, США — 12 мая 1980, Ричардсон, Техас) — американская предпринимательница, бывшая машинистка, изобретательница корректирующей жидкости Liquid Paper. Является матерью известного музыканта и продюсера Майкла Несмитаruen, гитариста группы The Monkees.

Биография

Бетт Клэр Макмюррей родилась в Далласе в семье менеджера по продажам автозапчастей Джесси Макмюррея и его супруги Кристины Дюваль. Выросла Бетт в Сан-Антонио, школу окончила в Аламо-Хайтс. В 1942 году вышла замуж за Уоррена Несмита. Вскоре он уехал воевать на фронт Второй мировой войны. Пока Несмит был за границей, 30 декабря 1942 года Бетт родила сына — Роберта Майкла Несмита. После возвращения домой в 1946 году Несмит с супругой развелся. В начале 1950-х у Бетт скончался отец, оставивший ей в наследство недвижимость в Далласе. Вскоре Бетт вместе с сыном, матерью и сестрой переехали в Даллас. В 1951 году освоила печатную машинку и стенографию, после чего устроилась секретарём в местный банк Texas Bank & Trust. Со временем Бетт получила должность исполнительного секретаря.

Неудобством ранних электрических печатных машинок было довольно сложное исправление ошибок. Ленты из углеродистой плёнки не давали возможности стереть опечатки при помощи ластика. Во время подработки в банке, когда Бетт красила окна, ей пришла в голову идея, что неправильно написанные буквы можно не стирать, а закрашивать. Воплотить задуманное в жизнь женщина решила с помощью средства, хорошо знакомого многим художникам — обычной акварели-темперы. Несмит принесла краски и кисть на работу и начала экспериментировать с исправлением опечаток.

Бетт в течение 5 лет тайно использовала своё изобретение в работе. В улучшении состава красящей жидкости помогал школьный учитель химии её сына. Не все из начальства Бетт одобрительно отнеслись к нововведению, но её коллеги-секретари часто просили закрасить им ошибки. Поняв, что это дело может быть прибыльным, в 1956 году Бетт начала изготавливать и продавать собственную жидкость-корректор под названием «Mistake Out» (рус. Прочь ошибки). Позже переименовывает изобретение в «Liquid Paper» (рус. Жидкая бумага) и основывает свою компанию.

В начале 1960-х у компании были проблемы, когда расходы превышали прибыль, но затем всё нормализовалось. В 1968 компания Liquid Paper открыла собственный завод. Несмит запатентовала изобретение и зарегистрировала торговую марку.

В 1962 году Бетт Несмит вышла замуж за Роберта Грэма. Позже он присоединился к супруге в деле управления компанией. В 1975 году Несмит и Грэм развелись.

В 1979 году она продала Liquid Paper компании Gillette за 47,5 млн долларов. К тому времени на Бетт Грэм работало порядка 200 человек, производивших 25 миллионов флаконов корректора в год. После ухода в отставку предпринимательница увлеклась религией и благотворительностью.

Бетт Несмит скончалась 12 мая 1980 года в Ричардсоне, Техас в возрасте 56 лет. В завещании разделила наследство между сыном и благотворительными организациями.

Наследство

Сын Майкл Несмит унаследовал половину поместья Бетт (стоимостью 50 млн долларов). Часть наследства Несмит пошло на нужды проекта «Gihon Foundation», спонсировавшего создание к северу от Санта-Фе специального научно-аналитического центра, нацеленного на решение ряда глобальных проблем.

Примечания

Сверхтекучая жидкость

Аномальное течение гелия-II

Сверхтеку́честь — способность вещества в особом состоянии (квантовой жидкости), возникающем при температурах, близких к абсолютному нулю (термодинамическая фаза), протекать через узкие щели и капилляры без трения. До недавнего времени сверхтекучесть была известна только у жидкого гелия, однако в 2000-е годы сверхтекучесть была обнаружена и в других системах: в разрежённых атомных бозе-конденсатах, твёрдом гелии.

Сверхтекучесть объясняется следующим образом. Поскольку атомы гелия являются бозонами, квантовая механика допускает нахождение в одном состоянии произвольного числа частиц. Вблизи абсолютного нуля температур все атомы гелия оказываются в основном энергетическом состоянии. Поскольку энергия состояний дискретна, атом может получить не любую энергию, а только такую, которая равна энергетическому зазору между соседними уровнями энергии. Но при низкой температуре энергия столкновений может оказаться меньше этой величины, в результате чего рассеяние энергии попросту не будет происходить. Жидкость будет течь без трения.

История открытия

Почтовая марка России 2000 года

Сверхтекучесть жидкого гелия-II ниже лямбда-точки (T = 2,172 К) была экспериментально открыта в 1938 году П. Л. Капицей (Нобелевская премия по физике за 1978 год) и Джоном Алленом. Уже до этого было известно, что при прохождении этой точки жидкий гелий испытывает фазовый переход, переходя из полностью «нормального» состояния (называемого гелий-I) в новое состояние так называемого гелия-II, однако только Капица показал, что гелий-II течёт вообще (в пределах экспериментальных погрешностей) без трения.

Теория явления сверхтекучего гелия-II была разработана Л. Д. Ландау (Нобелевская премия по физике за 1962 год).

Основные факты

На сегодняшний день установлено, что коэффициент вязкости у гелия-II меньше 10−12 Па·с, в то время как у гелия-I вблизи температуры 4,22 К этот коэффициент имеет величину порядка 10−6 Па·с.

Двухжидкостная модель гелия-II

Рис.1 Относительная доля нормальной компоненты в гелии-II

В рамках двухжидкостной модели (также известной как «двухкомпонентная модель»), гелий-II представляет собой смесь двух взаимопроникающих жидкостей: сверхтекучей и нормальной компонент. Сверхтекучая компонента представляет собой собственно жидкий гелий, находящийся в квантово-коррелированном состоянии, в некоторой степени аналогичном состоянию бозе-конденсата (однако, в отличие от конденсата атомов разрежённого газа, взаимодействие между атомами гелия в жидкости достаточно сильно, поэтому теория бозе-конденсата неприменима впрямую к жидкому гелию). Эта компонента движется без трения, обладает нулевой температурой и не участвует в переносе энергии в форме теплоты. Нормальная компонента представляет собой газ квазичастиц двух типов: фононов и ротонов, то есть элементарных возбуждений квантовокоррелированной жидкости; она движется с трением и участвует в переносе энергии.

При нулевой температуре в гелии отсутствует свободная энергия, которую можно было бы потратить на рождение квазичастиц, и поэтому гелий находится полностью в сверхтекучем состоянии. При повышении температуры плотность газа квазичастиц (прежде всего, фононов) растёт, и доля сверхтекучей компоненты падает. Вблизи температуры лямбда-точки концентрация квазичастиц становится столь велика, что они образуют уже не газ, а жидкость квазичастиц, и наконец при превышении температуры лямбда-точки макроскопическая квантовая когерентность теряется, и сверхтекучая компонента пропадает вовсе. Относительная доля нормальной компоненты показана на Рис. 1.

При протекании гелия сквозь щели с малой скоростью, сверхтекучая компонента, по определению, обтекает все препятствия без потери кинетической энергии, то есть без трения. Трение могло бы возникнуть, если бы какой-либо выступ щели порождал квазичастицы, уносящие в разные стороны импульс жидкости. Однако такое явление при малых скоростях течения энергетически невыгодно, и только при превышении критической скорости течения начинают генерироваться ротоны.

Эта модель, во-первых, хорошо объясняет разнообразные термомеханические, светомеханические и другие явления, наблюдающиеся в гелии-II, а во-вторых, прочно базируется на квантовой механике.

Сверхтекучесть в иных системах

  • Построена сверхтекучая модель атомного ядра, которая достаточно хорошо описывает экспериментальные данные.
  • В 1995 году в экспериментах с разрежёнными газами щелочных металлов были достигнуты достаточно низкие температуры для того, чтобы газ перешёл в состояние бозе-эйнштейновского конденсата. Как и ожидалось на основании теоретических вычислений, полученный конденсат вёл себя как сверхтекучая жидкость. В последующих экспериментах было установлено, что при движении тел сквозь этот конденсат со скоростями меньше критической никакой передачи энергии от тела к конденсату не происходит.
  • В 2000 году Ян Петер Тоэнниэс демонстрирует сверхтекучесть водорода при 0,15 K
  • В 2004 году было объявлено об открытии сверхтекучести и у твёрдого гелия. Последующие исследования, однако, показали, что ситуация далеко не столь проста, и потому говорить об экспериментальном обнаружении этого явления пока преждевременно.
  • С 2004 года, на основании результатов ряда теоретических работ предполагается, что при давлениях порядка 4 миллионов атмосфер и выше водород становится неспособным переходить в твёрдую фазу при любом охлаждении (как и гелий при нормальном давлении) образуя тем самым сверхтекучую жидкость. Прямые экспериментальные подтверждения или опровержения пока отсутствуют.
  • Существуют также работы, предсказывающие сверхтекучесть в холодном нейтронном или кварковом агрегатном состоянии. Это может оказаться важным для понимания физики нейтронных и кварковых звёзд.
  • В 2005 году была открыта сверхтекучесть в холодном разрежённом газе фермионов.
  • В 2009 году была продемонстрирована сверхтекучесть типа «supersolid» в холодном разрежённом газе рубидия.

Современные направления исследования

  • Турбулентность в сверхтекучей жидкости
  • Сверхтекучесть в системах с внутренними степенями свободы
  • Связь сверхпроводящих и сверхтекучих фаз
  • Спиновая сверхтекучесть
  • Поиск новых веществ со сверхтекучими фазами

Высокотемпературная сверхтекучесть

Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного или нескольких участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел.
Вы можете помочь проекту, написав этот раздел. Эта отметка установлена 31 января 2017 года.

Высокотемпературная сверхтекучесть — термин, относящийся к явлениям, напоминающим обычную «низкотемпературную» сверхтекучесть, проявляющимся при комнатных температурах. Физика этого явления также отличается от физики обычной сверхтекучести. Например, течение воды в трубе круглого сечения обладает свойствами высокотемпературной сверхтекучести. Это проявляется в том, что значение числа Рейнольдса, при котором происходит переход к турбулентному режиму, превосходит на два порядка значения для труб другого сечения, что можно истолковать как понижение на столько же порядков эффективной вязкости. Это можно объяснить, если — так же, как и в теории обычной сверхтекучести — представить жидкость (воду) как состоящую из двух компонент — нормальной и сверхтекучей. Плотность сверхтекучей компоненты примерно на два порядка превышает плотность нормальной компоненты, что и объясняет увеличение на столько же значение критического числа Рейнольдса, которое зависит от плотности нормальной компоненты.

Физика этого явления связана с учётом взаимодействия волн плотности в жидкости и упругих волн изгиба в стенках трубы. За счёт этой связи происходит ослабление отталкивания одноимённых флуктуаций плотности жидкости благодаря экранированию его указанным взаимодействием. Условие экранирования совпадает с условием Ландау обычной сверхтекучести. Спектр возбуждений в рассматриваемой системе имеет при малых волновых числах фононный характер, а при звуковых скоростях течения обладает также характерным ротонным минимумом, напоминая спектр возбуждений в сверхтекучем гелии.

Явление высокотемпературной сверхтекучести может иметь место при движении морских животных (дельфинов) в воде, позволяя им развивать большую скорость. Первоначальные оценки необходимых для этого мышечных усилий при условии турбулентного обтекания показали, что эти усилия превышают возможности дельфинов в 10 раз (парадокс Грея). Впоследствии выяснилось, что благодаря строению кожи дельфина турбулентность гасится благодаря демпфирующему влиянию кожи и обтекающий поток ламинаризуется. Высказывалось мнение, что демпфирование — активный процесс, регулируемый центральной нервной системой дельфина.

Это явление использовалось на практике (М. Крамер, Германия, 1938 г.) для разработки специального покрытия торпед (ламинофоло), позволившего без увеличения мощности двигателя увеличить их скорость в 1,5 — 2 раза. В России в 1920-х годах изобретатель П. В. Митурич предложил конструкцию судна, у которого движителем выступал гибкий корпус, совершающий волнообразные движения.

Практическое использование. Современная практика

Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного или нескольких участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел.
Вы можете помочь проекту, написав этот раздел. Эта отметка установлена 31 января 2017 года.

  1. Сверхпроводимость и сверхтекучесть, 1978, с. 127.
  2. Evidence for Superfluidity in Para-Hydrogen Clusters Inside Helium-4 Droplets at 0.15 Kelvin (англ.)
  3. Egor Babaev; Asle Sudbo, N. W. Ashcroft. A superconductor to superfluid phase transition in liquid metallic hydrogen (англ.) (18 Oct 2004). Дата обращения 20 марта 2009.
  4. Сверхтекучесть в холодном разрежённом газе фермионов
  5. Сверхтекучесть типа «supersolid» в холодном разрежённом газе рубидия

> См. также

  • Критерий сверхтекучести Ландау
  • Сверхпроводимость

Ссылки

В Викисловаре есть статья «сверхтекучесть»

  • Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. — М.: Наука, 1986, 736 с.
  • Зайко Ю. Н. Распространение волн в жидкости, протекающей в жидкости с упругими стенками // Письма в ЖТФ, 2001, т. 27, вып. 16, с. 27—31.
  • Зайко Ю. Н. Модель течения жидкости в сосуде с упругими стенками // Письма в ЖТФ, 2002, т. 28, вып. 24, с. 15—19.
  • P. W. Carpenter, C. Davis, A. D. Lucey. Hydrodynamics and compliant walls: Does dolphin have a secret? //Current Science, 25 September 2000, Vol. 70, No 6, pp. 758—765.
  • Шапиро Л. С. Создание и развитие подводного корабля. К патентам Природы
  • О роли нулевых колебаний в образовании сверхпроводящего и сверхтекучего состояний
  • Сверхтекучий гелий Сборник актуальных статей по сверхтекучести He-II на портале Криофизика

Обзорные статьи

  • Гинзбург В. Л. — Сверхтекучесть и сверхпроводимость во Вселенной (Успехи Физических Наук — УФН Т.97 1969, № 4) PDF
  • Дмитриев В. В. Спиновая сверхтекучесть в ³He, УФН, т.175 (2005), N.1, 85-92

Литература

  • Кресин В. З. Сверхпроводимость и сверхтекучесть. — М.: Наука, 1978. — 187 с.
  • Бондарев Б. В. Метод матриц плотности в квантовой теории сверхтекучести. — М.: Спутник, 2014. — 91 с.
  • Тилли Д. Р., Тилли Дж. Свехтекучесть и сверхпроводимость. — М.: Мир, 1977. — 304 с.
  • Паттерман С. Гидродинамика сверхтекучей жидкости. — М.: Мир, 1978. — 520 с.

Неньютоновские жидкости

Вначале был… лизун

«Я очень люблю проводить дома эксперименты. Как-то папа подарил мне набор «Как сделать лизуна самостоятельно». Мама помогла мне с инструкцией и вместе мы быстро сделали его. Но вот вопрос: «Что у нас получилось: жидкость или твёрдое тело?» — озадачился Андрей.

Подсказал всезнающий Интернет. Оказывается, игрушка Андрея называется флаббер, или как ещё говорят — «резинка для рук». Она же — неньютоновская жидкость. Ответил на один вопросик — получай другой: «А что такое неньютоновская жидкость?». Решил тогда Андрей: сначала узнаю, что такое ньютоновская жидкость (кстати, назвали её так в честь английского физика Исаака Ньютона, в старших классах ты выучишь сформулированные им законы), а там ясно будет, что за зверь такой эта неньютоновская жидкость.

Андрей Картавых
Фото Ольги Муштаевой

Твёрдое или жидкое?

«Из книг я узнал, что ньютоновская жидкость – это вода, масло и другие текучие вещества, которые сохраняют своё состояние, что бы мы с ними не делали. Конечно, если речь не идёт об испарении или замораживании», — рассказал Андрей.

Неньютоновская же жидкость — это такое вещество, которое может быть и твёрдым и жидким. Да-да, не удивляйтесь. И такое бывает! Её состояние зависит от того, с какой скоростью мы над ней экспериментируем. Быстро толкаешь, мнёшь, кидаешь, стучишь? Она ведёт себя как твёрдое тело. Остановишься — она тут же в твоих руках растечётся в лужицу.

Фото из личного архива Андрея Картавых

Крибле-крабле-бумс!

А теперь приготовим три неньютоновские жидкости.

ВНИМАНИЕ! Будь очень осторожен. Попроси родителей приобрести тебе недостающие ингредиенты и поэкспериментируй вместе с ними.

Хендгам

самая вязкая жидкость

Нам понадобятся:

1 тюбик белого клея,
2 столовых ложки тетрабората натрия (не бойся такого сложного названия, его можно купить в любой аптеке),
немного гуаши.

Приступим?

Приготовить хендгам, или же, как его ещё называют, жвачку для рук, проще простого. Всего-то нужно смешать все перечисленные ингредиенты. Ты сразу увидишь, что клей «свернулся» и получилась вязкая масса. Немного разомни её руками и получится «хендгам».

Ооблек

самая текучая жидкость

Нам понадобятся:

200 грамм крахмала,
100 грамм воды,
несколько капель зелёнки.

Итак…

Добавь в крахмал воду, а затем — несколько капель зелёнки. Перемешай всё, пока не получится однородная смесь. Не удивляйся, она будет очень похожа на сметану. Разве только в отличие от белого лакомства она не съедобная и может быть одновременно и твёрдой и жидкой.

Съедобный флаббер

самая вкусная жидкость

Нам понадобятся:

1 банка сгущёнки,
1 столовая ложка кукурузного крахмала.

Приготовим?

Вылей банку сгущёнки в кастрюлю, добавь 1 столовую ложку крахмала. Помешивай раствор на медленном огне, пока он не начнёт густеть. Как увидишь изменения — снимай с плиты. У тебя получится жидкость очень похожая на первую, но в отличие от неё она ещё и съедобная.

Съедобный флаббер
Фото из личного архива Андрея Картавых

Эксперименты продолжаются…

Как ты успел уже понять, неньютоновская жидкость — необычное вещество. Зависят свойства этой привереды от физических воздействий на неё, звуковых волн и скорости. В чём ты сам сейчас убедишься.

Стук-стук

Возьми чашку и налей в неё неньютоновскую жидкость — ооблек. Опусти палец в смесь. Ты увидишь, что он сразу погрузится в неё. Но стоит только начать постукивать по ней, как она тут же она станет упругой и ты уже не сможешь погрузить палец в жидкость.

Игрушка погружается…

Возьми тяжёлый резиновый шарик и вертикально брось его в раствор. Шарик упадёт и утонет в нём. Теперь резко брось игрушку под углом к поверхности жидкости. Шарик отскочит от неё так же, как от твёрдой поверхности.

Фото из личного архива Андрея Картавых

Что же получается?

Если постукивать по неньютоновской жидкости или резко бросать в неё что-то, то есть говоря научным языком — воздействовать механическими усилиями — она принимает свойства твёрдых тел. Причём чем сильнее воздействовать на жидкость, тем твёрже она будет становиться.

Танцующие «червячки»

Поставь чашку с жидкостью на колонку и включи громкую музыку. Забавно получается: на поверхности образуются причудливые фигуры. Кажется, будто бы жидкость пританцовывает.

Фото из личного архива Андрея Картавых

А ну-ка переливайся

Возьми две чашки и перелей жидкость из одной в другую. Ты увидишь, что сверху жидкость льётся, а ниже становится твёрже. Дальше ещё интересней. Если медленно наклонять чашку, то жидкость течёт как сметана, а если резко — она совсем не течёт. А выплеснуть жидкость из чашки вообще невозможно. Она даже не брызгается!

Фото Ольги Муштаевой

Это интересно!

Неньютоновские жидкости бывают природными и производственными. Наверняка ты знаешь и те и другие, просто не задумывался, что они относятся к этим чудо-веществам. К примеру, природные — это зыбучие пески и болотная трясина. А вот с производственными мы встречаемся каждый день — это гели для душа, зубная паста, жидкое мыло, мази, масляные краски и даже майонез, сгущёнка и мёд!