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Agua solida

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Joshua SokolCorresponsal colaborador8 de mayo de 2019Ver PDF/Imprimir Física de la materia condensada modechefísica ciencia planetariaTodos los temasUno de los láseres más eficientes del mundo hizo estallar recientemente una gota de agua en el Laboratorio de Energía Láser de Brighton, Nueva York, generando una onda expansiva que elevó la presión del agua a millones de atmósferas y su temperatura a miles de atmósferas. En esas condiciones extremas, los rayos X que atravesaron la gota en la misma fracción de segundo dieron a la humanidad el primer vistazo al agua.
Los rayos X mostraron que el agua no se convirtió en un líquido o gas sobrecalentado dentro de la onda de choque. Los átomos se congelaron sólidos, formando hielo cristalino, paradójicamente, pero tal y como los físicos que entrecerraban los ojos en las pantallas de una habitación adyacente habían predicho.
«Escuchas el disparo», dijo Marius Millot del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California, y «ves enseguida que algo interesante estaba sucediendo». Millot co-dirigió el experimento con Federica Coppari de Lawrence Livermore, también.

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Fig. Fig. 1. Isobaras de densidad clásica (CL) y cuántica (Q) para hielo Ic, hielo Ih y agua líquida (L) a P= 1 bar, calculadas usando el potencial NN mediante simulaciones (PI) MD. Tanto en la etapa cuántica como en la clásica, las densidades pronosticadas de hielo Ic e Ih casi se superponen. Para el agua subenfriada, los resultados experimentales se toman de la ref. 36. Descargar figura
Fig. Fig. 5. Dependencia de la temperatura La diferencia de potencial químico de 1 bar entre el agua líquida y el hielo Ih. Las cruces azules sugieren μcl,NNL ⁇ Ih a partir de simulaciones independientes de fijación de la interfaz, y la línea punteada azul muestra la mejor coincidencia de estos resultados en la Ec. con la expresión TI. 2. A partir de la capacidad de calor registrada en la ref. 57, se midieron los valores experimentales. Ver esta tabla: Vista en línea
Tabla 1. Tabla 1. Las proyecciones del punto de fusión (Tm) y del calor de fusión (Hf) NQE disminuyen el punto de fusión del H2O en 8 K en relación con el agua tradicional. La diferencia en Tm entre D2O y H2O se estima en 8±2 K, consistente con el resultado obtenido al utilizar el modelo de agua q-TIP4P/F (15) y en concordancia aproximada con el experimento (3,82 K) (40). Curiosamente, el D2O Tm es aproximadamente el mismo que el agua tradicional. Para dilucidar la razón, al realizar el TI de las masas físicas (mH para H) a las masas clásicas (casi) en la Fig., trazamos la integral. 6. Se puede demostrar que los NQE estabilizan el agua en relación con el hielo inicialmente, desde mH hasta ⁇ 6mH. Luego, estabilizan el hielo de 6mH a alfa. Por lo tanto, al conducir el TI desde la masa atómica del deuterio a la masa clásica, los NQE se anulan en gran medida. Esta inversión de los NQE fue observada previamente para el agua q-TIP4P/F (15) y para la poliglutamina apilada (59) en diferentes masas atómicas y fue interpretada como una manifestación de efectos cuánticos en competencia.

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Wen, Y.-C., Guol, S.-H., Sheu, J.-K., Chen, H.-P. & Sun, C.-K. Usando una nanolapa piezoeléctrica, espectroscopia ultrasónica de femtosegundo: atenuación del hiper-sonido en películas de sílice vítrea. Appl. Phys. Phys. Lett. Lett. 99, 051913 (2011).ADS(2011)
Mante, P.-A., Chen, C.-C., Sheu, J.-K., Wen, Y.-C. y Sun, C.-K. Resistencia de los límites térmicos de las mediciones complejas de impedancia acústica entre el GaN y el hielo cúbico y la atenuación acústica de THz del hielo cúbico. Phys. Phys. Reverendo Lett. 111, 225901 (2013).ADS (2013).
Tan, O. Z., Wu, M. C. H., Chihaia, V. & Kuo, J.-L. Estructura de fisorreacción del agua en la superficie polar del GaN: desarrollo del campo de fuerza y simulaciones de la dinámica molecular. J. Phys. Phys. Chem. Chem. C 115, 11684 (2011).CAS C 115, 11684.
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El agua congelada fuerte es hielo. Sus moléculas se separan más a medida que el agua se congela, haciendo que el hielo sea menos compacto que el agua. Esto significa que el hielo va a ser más ligero que la misma cantidad de agua, lo que significa que el hielo flota en el agua. A 0°Celsius, 32°Fahrenheit, el agua se congela.
El agua sigue presente en el aire que nos rodea como un gas-vapor. No puede ser vista por ti. El agua pasa de un líquido a un gas o vapor de agua cuando hierve el agua. La vemos como una diminuta nube llamada vapor cuando parte del vapor de agua se enfría. Esta nube de vapor es una miniaturización de las nubes que vemos en la atmósfera. A nivel del mar, a 100ºC, 212ºF, se genera vapor.

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