Алмас Муканов
август 2018.
8886

Почему дно Мирового океана не покрыто тяжёлой водой?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
2
6 ответов
Поделиться

Осмелюсь предположить, что ответ кроется в уникальном свойстве молекул воды в жидком состоянии объединяться в кластеры (H₂O)ₓ , где индекс (х) определяет степень ассоциации (кластеризации).  Молекулярный кластер — это группа молекул, объединённых электростатическими взаимодействиями в единый ансамбль, но сохраняющий внутри него индивидуальные поведения молекул. По современным данным (здесь), при комнатной температуре степень ассоциации воды (X) находится области 3 ≲ X ≲ 6. Это означает, что формула воды не просто H₂O с молекулярном весом 18, а среднее между Н₆О₃ и Н₁₂О₆, что  соответствует молекулярным весам от 54 до 108. С уменьшением температуры воды степень ассоциации растёт. 

Таким образом, замещение в ассоциации молекулы H₂O (моногидроль) молекулой тяжелой воды D₂O, увеличивает вес ассоциации лишь на (2 ÷ 4)%, что по-видимому незначительно изменит плавучесть ассоциации на фоне тепловых движений молекул и самих кластеров.

30
-4
Прокомментировать

Масло не смешивается с водой не из-за плотности, а из-за гидрофобности (молекулы в масле неполярны, а молекулы воды полярны). Всплывает масло на поверхность уже конечно из-за плотности, но плотность играет большую роль только тогда, когда молекулы масла из-за своей гидрофобности собираются в крупные пузырьки, по одиночке им сложнее подняться к поверхности. Попробуйте сами перемешать, большие пузыри поднимутся быстро, а маленькие будут подниматься медленно, при этом вода сама пожелтеет из-за одиночных молекул. Дейтериевая вода не гидрофобна, поэтому не пытается собраться в пузыри.

Масло в конечном итоге всплывёт, но океан всё же намного более неспокойное место, там течения, морские животные, вулканы, корабли, приливные силы Луны. Если океан останется настолько же статичным, как стакан с водой на кухне, то тогда да, он может расслоиться через несколько лет, из него даже все свободные растворённые газы выйдут (которые сейчас не выходят, хотя плотность у них может быть даже в десять раз ниже, чем у воды). 

К тому же, в мировом океане около 3-5% соли (по массе), из них около 55% NaCl. Его плотность в два раза больше — 2,165 г/см³, но он не выпадает там мгновенно в осадок и не лежит толстым слоем на дне. Может всё-таки дело не только в плотности?

6
-1
Прокомментировать

Количественное содержание тяжёлой воды, сверхтяжелой, полутяжелой и т.д. ничтожно мало относительно объёма "нормальной" воды. По многочисленным причинам воды Мирового океана постоянно перемешиваются во всех направлениях, и даже если бы макроскопическое движение остановилось, то броуновское движение всё равно бы не дало более тяжёлым молекулам сформировать определённый придонный слой.

3
0

Соотношение обычной и тяжёлых вод  1 к 7000, значит на дне Марианской впадины  может скопиться  полтора  метра  дейтерия.  Разность плотностей  огромная - больше, чем у воды и растительного масла, которое  быстро  покрывает поверхность плёнкой -  1 к 1, 12.  Скорость перемешивания на таких глубинах - десятки тысяч  лет. Должны, должны быть там залежи  топлива будущего.

+1
Ответить

Это соотношение протия/дейтерия в воде, а не тяжелой/легкой воды.

0
Ответить
Прокомментировать

Из-за изотопного обмена, который достаточно быстр для атомов дейтерия и протия в составе воды, в океане содержится не тяжелая вода, а т.н. полутяжелая вода DOH. Она, очевидно, еще меньше отличается по весу от обычной воды + ее очень мало + течения и тепловая диффузия в воде намного более сильные акторы, чем разница веса. Поэтому скопления полутяжелой воды на дне океана маловероятно.

3
0
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

океану присуща глобальная и весьма эффективная система перемешивания вод, как поверхностных, так и глубинных, придонных: холодные приполярные массы доходят до зон приэкваториального апвелинга, и в глубоководных желобах также достаточное даже для сохранения аэробных условий движение вод, так что образование придонного слоя окиси дейтерия ~ проблематичнооо

1
0
Прокомментировать
Читать ещё 1 ответ
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью