Свежие новости строительства и недвижимости

Лед — один из немногих материалов, конструкция которого ведет к несоблюдению 3-го законопроекта термодинамики. В самом начале ХХ столетия английские физики Джон Бернал и Ральф Фаулер опытно продемонстрировали, что ионы кислорода обычного водного ледника формируют упорядоченную кристальную сетку в качестве шестигранной призмы — гексагональную.

Рентгеновские лучи хорошо рассеиваются на электронах, из-за этого на мембране остается изображение, аналогичное размещению атомов, у которых есть электроны. В случае воды — это ионы кислорода. У протона масса в 2000 раз больше, чем у электрона, он крайне слабо рассеивает рентгеновские лучи, и положение этих частиц в кристальной сетке тогда установить не удалось.

Исследователи сделали предположение, что протоны располагаются среди ионов кислорода, при этом есть 2 вида: возле иона кислорода — 2 протона и между 2-мя ионами кислорода — 1 нейтрон. Это называют правилами ледника.

Кристальная конструкция гексагонального ледника. Ионы кислорода в участках кристальной сетки — ярко-красные, ионы водорода — стальные.

Североамериканский химик Лайнус Полинг выставил догадку, что у большинства конфигураций, удовлетворяющих этим требованиям, одинаковая энергия, посчитал их количество и аналогичную исчезающую энтропию.

Абстрактные итоги Полинга исследовали опытно — совместились с точностью до 10-х долей %. Но это возражало третьему закону термодинамики, по которому исчезающая энтропия должна приравниваться нолю. Длительное время лед оставался одним, нарушающим 3-й законопроект термодинамики.

В настоящее время установлены и прочие материалы подобного рода.
В кристальной конструкции ледника нельзя подвинуть ни один нейтрон, поскольку что и ведет к несоблюдению правил. Значит, при температуре, равной безусловному нолю, протонная форма заморожена, ионы водорода не движутся.

При ненулевой температуре возникают гетерополярные браки и браки связи, не соблюдающие правила ледника. Другими словами возле иона кислорода размещены 3 и 1 нейтрон или водородные связи — с 2-мя протонами, и в их отсутствие.

Под действием электрического поля эти браки передвигаются по сетке, снабжая протонную проводимость (обладателями зарядов играют протоны, а не электроны). Пока браков мало, протонная проводимость ледника в стандартном состоянии максимальна — около 10-9 Сантиметров/м (сименс на метр).

В самом начале 1980-х в Факультете физики жесткого тела в Черноголовке под управлением В. Петренко сделали корпорацию для обучения базовых параметров ледника. Мотивация была крайне простой: РФ — единственная страна во всем мире, где широко живут, строят и работают в условиях крайне невысоких температур.

Евгений Рыжкин подключился к коллективу в роли теоретика. В скором времени он смог пояснить, почему появляются правила ледника, как нарушаются и какая природа положения без этих правил.

Один из способов достичь такого положения — подогреть лед, а чтобы он не растопился, расположить пример под повышенное давление. Выяснилось, что при температуре порядка 1000 C концентрация гетерополярных браков возрастает скачком в тысячи млн раз. Как следствие повышается и протонная проводимость.

«Главное слово тут как раз «скачком». В физике это фазисный переход первого семейства. Большая гетерополярная проводимость свойственна для кристаллов, у которых растоплена лишь одна решетка.

Это суперионные кристаллы, или жесткие электролиты. Из-за этого я представил такой лед суперионным и в 1985 году обнародовал статью в английском издании Solid state communications. По моим данным, это первая работа, в которой было предвидено суперионное состояние ледника и введен термин», — говорит эксперт.

Тогда представлялось, что у работы исключительно абстрактное значение, в связи с тем что для опытной проверки требовались недосягаемые тогда давления, около 100 гигапаскалей.

Однако в настоящее время достигают 150 гигапаскалей в мобильных случаях и 300-400 гигапаскалей на крайне незначительный промежуток времени при помощи результативных волн. Если Вас интересует iceriver kas ks2 пройдите по ссылке.

Благодаря большому прогрессу вычисляемой техники, к классическим абстрактным и опытным способам добавились новые (например, моделирование), которые позволяют получать интересные итоги для требований, невыполнимых в настоящем опыте. В итоге ледником при больших давлениях и температуре занялись очень многие ученые. Фазисную диаграмму исследовали в крайне большой области, а термин «суперионный лед» стал крайне распространенным.

Лед разрушается, не плавится. В январе 2018 года в Nature Physics вышла статья североамериканских физиков, опытно утвердивших действительность суперионного ледника.

Ученые возглавляемые Мариусом Милло из Ливерморской государственной корпорации обобщали в бриллиантовой наковальне водяной лед VII и потом лазером подорвали его.

Результативные волны внутри образца грели некоторые отделы до 5-и тысяч C Кельвина и сжимать до 190 гигапаскалей. Это продлилось мгновения, однако исследователи смогли исследовать это состояние зрительными способами и непрямо оценить протонную проводимость. В начале мая 2014 г такая же группа обнародовала в Nature вторую работу — исследование ядерной сетки ледника в таких же условиях при помощи рассеяния рентгеновских лучей.

У этих работ есть одна особенность. Все дело в том, что при получении высокого давления результативными волнами время урезано как правило некоторыми наносекундами.

Этого довольно, чтобы определить ядерную конструкцию способом рассеяния рентгеновских лучей или провести зрительные измерения, однако недостаточно для неподвижной протонной проводимости, которая по определению должна измеряться в мобильном состоянии. Из-за этого в опытах с результативными волнами возможны лишь непрямые оценки.

Как смотрится суперионный лед? Он вчетверо труднее стандартного и не такой бесцветный. Его удельная протонная проводимость — порядка 10 Сантиметров/м.

При высочайших температурах появляется особенная ступень, которую можно представить железным ледником. Если в суперионном состоянии большая протонная проводимость, однако невысокая электронная, то в железном к протонной дополняется не менее большая электронная.

Это крайне необычное состояние, в котором и протоны, и электроны размазаны по всему кристаллу. Такой лед непроницаемый, отображает свет, с железным сиянием, вероятно, черный.

Является, что суперионный лед есть в недрах холодных великанов — Нептуна и Урана. Планетологи рассчитывают благодаря ему пояснить особенности магнитных полей этих планет, обнаруженные устройством «Вояджер-2».

Магнитные поля холодных великанов устроены трудно, с не менее чем 2-мя районами ротации, не так сильно находятся в зависимости от вращения планет. Такое вероятно, если представить, что их внутренние оболочки имеют пласт проводящего флюида, а ниже располагается производительная оболочка из суперионного ледника.