67
Рис. 13. Зависимость сдвиговой вязкости воды от давления для ряда
температур [6].
При температуре до 30
0
С все компоненты, составляющие воду, присутствуют
в первозданном состоянии, Н-блоки и плотные кластеры находятся в равновесном
состоянии. Увеличение давления на воду способствует упрочнению квадруполь-
квадрупольных связей между отдельными Н-ассоциатами (Н-блоками, количество
которых достаточно большое), т.е. квадруполи двух соприкасающихся Н-блоков
(схема 8) становятся взаимно связанными, образуются достаточно большие
плотные кластеры, центры «шероховатости» или вязкости исчезли. Общая
вязкость уменьшается, скольжение слоев молекул увеличивается.
Повышение температуры от 30
0
С и выше сопровождается разрушением как
плотных квадруполь-квадрупольных структур, так и Н-связей в различных Н-
ассоциатах с разделением блоков на димеры, тримеры и отдельные молекулы, что и
приводит к уменьшению вязкости.
9.6 Поверхностное натяжение.
Молекулы воды, связанные друг с другом Н-связями, составляющие некоторые
ассоциаты или блоки, могут располагаться на поверхности двумя способами:
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
O
O
H
H
O
(II)
(I)
На поверхность выходят атомы кислорода блока (I) или атомы водорода
другого блока (II). Кроме того, на поверхности могут оказаться и плотные
кластеры фазы-2 со значительной энергией связи. Очень большое количество Н-
связей со своей энергией плюс энергия плотных кластеров приводит к тому, что
результирующая этих связей будет направлена как вдоль поверхности, так и внутрь
объема, занимаемого водой, и это обеспечивает большую величину поверхностного
натяжения, которая составляет 72 мН/м (миллиньютон на метр) и которая в
несколько раз превышает этот показатель для всех жидкостей, кроме ртути (~500
мН/м). Большая величина поверхностного натяжения воды приводит к тому, что
вода в свободном состоянии принимает шарообразную форму (дождевые капли или
в состоянии невесомости на космических кораблях).
В таблице 10, приведенной ниже, показана зависимость поверхностного
натяжения от температуры. Из таблицы следует, что величина поверхностного