Свойства воды, t — Температура, р – Абсолютное давление, р – плотность, Ср — удельная теплоемкость при постоянном давлении, ƛ
Главная \ Полезное \ Справочные материалы \ Единицы измерения и свойства веществ \ Свойства воды
Свойства заданы в диапазоне 0-100 °C при давлении 1 бар, а в диапазоне 100-274,2 °C – при давлении насыщения.
t °C | p бар | р кг/м3 | Ср кДж/кг °C | ƛ Вт/мК |
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 | 999,8 999,7 998,2 995,65 992,2 988,0 983,2 977,8 971,8 965,3 | 4,218 4,192 4,182 4,178 4,178 4,181 4,184 4,190 4,198 4,205 | 0,552 0. 0,598 0,614 0,629 0,642 0,652 0,661 0,669 0,676 |
100 120 140 160 180 | 1,013 1,986 3,614 6,180 10,027 | 958,4 943,1 926,1 907,4 886,9 | 4,218 4,245 4,287 4,342 4,409 | 0.681 0,688 0,684 0,681 0,676 |
200 220 240 260 280 | 15,550 23,201 32,480 46,940 64,191 | 864,7 840,3 813,6 784,0 750,7 | 4,497 4,610 4,760 4,978 5,309 | 0,666 0,653 0,636 0,612 0,581 |
300 320 340 360 374,2 | 85,917 112,90 146,08 186,74 221,29 | 712,5 667,0 609,5 524,5 326 | 5,860 6,620 8,370 13,400 — | 0,541 0. 0,431 0,349 0,25 |
578
491t — Температура
р — Абсолютное давление
р — плотность
Ср — удельная теплоемкость при постоянном давлении
ƛ — теплоемкость
THE SPECIFIC HEAT CAPACITY OF BOUND WATER IN CLAY SOILS
Старостин Е.Г.1, Тимофеев А.М.2, Кравцова О.Н.3, Таппырова Н.И.4
1Доктор технических наук, 2Доктор технических наук, 3Кандидат технических наук, 4Ведущий инженер, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН в г. Якутске
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта Российского фонда фундаментальных исследований (Грант № 14-05-00328)
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ В ПРЕДЕЛАХ СОРБЦИОННОЙ ВЛАЖНОСТИ
Аннотация
Связанная вода в глинистых грунтах значительно влияет не только на многие свойства этих грунтов, но и на процессы тепломассопереноса, происходящие в них.
В литературе имеются значения удельной теплоемкости связанной воды, но они значительно отличаются друг от друга даже для одного вида грунта. Поэтому уточнение значений удельной теплоемкости связанной воды является важной задачей.
В статье представлены экспериментальные данные по сорбции и удельной теплоемкости глинистого грунта Амгинского месторождения Республики Саха (Якутия), а также сделан расчет удельной теплоемкости связанной воды в диапазоне сорбционных влажностей.
Установлено, что для очищенного глинистого грунта при увеличении сорбционной влажности значения удельной теплоемкости связанной воды увеличиваются, приближаясь к значению удельной теплоемкости свободной воды.
Ключевые слова: глинистый грунт, связанная вода, сорбционная влажность, удельная теплоемкость, дифференциальный сканирующий калориметр.
Starostin E.G.1, Timofeev A.M.2, Kravtsova O.
N.3, Tappyrova N.I.4
1 PhD in Engineering, 2 PhD in Engineering, 3PhD in Engineering, 4Lead engineer, Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North, SB RUS in Yakutsk
THE SPECIFIC HEAT CAPACITY OF BOUND WATER IN CLAY SOILS
Abstract
Bound water in clay soil has a significant influence on many properties and processes of heat and mass transfer. The values of specific heat of bound water are presented by various authors, but they significantly differ from each other even for one kind of soil. Therefore, correction of the values of the specific heat of bound water is an important task.
The article presents experimental data on the sorption and specific heat capacity of Amginsky clay soil deposits which are situated in the Republic of Sakha (Yakutia). Also the calculation of the specific heat capacity of bound water in the clay soil in the range of sorption moistures is presented.
It is shown, that the specific heat capacity of bound water of the purified clay soil increases with increasing of moisture sorption values, getting closer to the value of the specific heat capacity of the free water.
Keywords: clay soils, bound water, moisture sorption, specific heat capacity, differential scanning calorimeter.
Свойствам связанной воды посвящены работы академика Б.В. Дерягина, которые положили начало становлению теории о том, что связанная вода обладает иными физическими свойствами (аномальными), чем свободная [1], которая в дальнейшем была развита Н.В. Чураевым [2], П.А. Ребиндером, Е.М. Сергеевым [3], Р.И. Злочевской [4] и т.д. За рубежом исследование свойств связанной воды получило свое развитие в работах В. Дрост-Хансена, Ч. Брауна, Ф. Этцлера, Дж. Коннерса [5] и V. Gutmann [6].
Под влиянием аномальных свойств связанной воды изменяются такие физические свойства, как теплоемкость, вязкость, температуропроводность, диэлектрическая проницаемость, плотность и др.
Однако, остается существенная неопределенность в отношении теплоемкости [7]. По данным многих исследователей теплоемкость связанной воды в среднем равна 2,93 кДж/(кг×К) [4]. По данным других авторов, полученные экспериментальные значения теплоемкости воды около поверхности ряда материалов больше теплоемкости объемной воды и приблизительно равна 5,2 кДж/(кг×К) [5].
В работе [8] проведены исследования по определению теплоемкости воды в кликерных минералах C3S и C3A дифференциальным сканирующим калориметром DSC-111. Значение теплоемкости в трехкальциевом силикате равно 0,9 кДж/(кг×К), а трехкальциевом алюминате равно 1,76 кДж/(кг×К). Анализ модели показывает, что теплоемкость для таких систем является весьма чувствительной характеристикой.
В настоящее время из-за трудностей экспериментальных исследований (небольшое содержание в исследуемых материалах, присутствие примесей и т.д.) банк данных по теплоемкости связанной воды в дисперсных средах неполный. Это определяет необходимость экспериментального изучения свойств связанной воды в каждом конкретном случае.
В настоящей работе сделан расчет теплоемкости связанной воды в глинистых грунтах в пределах сорбционной влажности. Для расчета использованы экспериментальные данные удельной теплоемкости глинистых грунтов при различных положительных температурах.
Для исследований использовался глинистый грунт из Амгинского месторождения Республики Саха (Якутия). Удельная теплоемкость глинистого грунта, взятого непосредственно из месторождения и образцов этого же грунта, но предварительно очищенного от примесей, определялась на дифференциальном сканирующем калориметре SENSYS Evo DSC.
Значения удельной теплоемкости исследуемых глинистых грунтов получены при температурах 20, 30, 40 °С и сорбционных влажностях, соответствующих относительным влажностям воздуха 30, 40, 70, 80, 90, 98 % (табл. 1).
Таблица 1 — Сорбционная влажность глинистых грунтов
| Относительная влажность воздуха, [%] | 30 | 40 | 70 | 80 | 90 | 98 |
| Сорбционная влажность неочищенного глинистого грунта, [%] | 3 | 3,5 | 5,7 | 7 | 8 | 10,5 |
| Сорбционная влажность очищенного глинистого грунта, [%] | 3,4 | 4 | 6,3 | 7,8 | 9 | 12,2 |
Полученные значения удельной теплоемкости исследуемого глинистого грунта представлены на рис.
1 -2.
Рис.1 — Удельная теплоемкость очищенного Рис.2 — Удельная теплоемкость
глинистого грунта в зависимости от неочищенного глинистого грунта в
сорбционной влажности. зависимости от сорбционной влажности.
Температура: ∆ — 40°С, ■ – 30°С, ◊ — 20°С Температура: ∆ — 40°С, ■ – 30°С, ◊ — 20°С
Видно, что с увеличением сорбционной влажности и с повышением температуры значения удельной теплоемкости для двух видов глинистого грунта повышаются.
Используя полученные значения удельной теплоемкости глинистых грунтов и условие аддитивности теплоемкости, рассчитывалась удельная теплоемкость связанной воды по формуле [9]
,
где CCK — теплоемкость скелета исследуемого образца, кДж/(кг×К).
На рис.
3 и 4 приведены результаты расчета удельной теплоемкости связанной воды в исследуемых глинистых грунтах в пределах сорбционной влажности.
Рис.3 — Удельная теплоемкость связанной связанной воды в очищенном глинистом грунте в зависимости от влажности. Температура: ∆ — 40°С, ■ – 30°С, ◊ — 20°С
Рис.4 — Удельная теплоемкость связанной воды в неочищенном глинистом грунте в зависимости от влажности. Температура: ∆ — 40°С, ■ – 30°С, ◊ — 20°С
Как показывают результаты расчета для очищенного глинистого грунта (рис. 3), удельная теплоемкость связанной воды при малых значениях сорбционной влажности имеет маленькие значения порядка 0,7 – 0,9 кДж/(кг×К) затем, с повышением сорбционной влажности, увеличивается и стремится к значению удельной теплоемкости свободной воды.
Разброс данных при расчете удельной теплоемкости связанной воды в глинистых грунтах обусловлен испарением влаги из образца при нагревании его от 20 °С до 40 °С, причем, чем больше влажность образца, тем больше изменяется влажность (от 0,19% до 0,7%).
Для неочищенного глинистого грунта (многокомпонентная система), из-за содержания в нем примесей, нарушается условие аддитивности и определить какую-либо зависимость и получить определенные значения удельной теплоемкости связанной воды на данном этапе не представляется возможным (рис. 4). Эти исследования требуют дальнейшего продолжения.
Выводы
- Удельная теплоемкость исследованных глинистых грунтов в пределе сорбционных влажностей с повышением температуры увеличивается, причем, чем больше значения влажности, тем больше значения удельной теплоемкости.
- Значения удельной теплоемкости очищенного глинистого грунта больше значений удельной теплоемкости неочищенного глинистого грунта. Это объясняется тем, что в неочищенном глинистом грунте присутствуют примеси (органика, песчаные частицы и т.д.), которые влияют на значения удельной теплоемкости.
- Для очищенного глинистого грунта при увеличении сорбционных влажностей и температуры значения удельной теплоемкости связанной воды увеличиваются, приближаясь к значению удельной теплоемкости свободной воды.
Результаты получены на оборудовании ЦКП «Станция низкотемпературных натурных испытаний».
Список литературы / References
- Дерягин Б.В. Вода в дисперсных системах. / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, Ф.Д. Овчаренко и др. М., Химия, 1989, 288 с.
- Чураев Н.В. Физикохимия процессов массопереноса в пористых телах /Н.В. Чураев. М., Химия, 1990, 272 с.
- Сергеев Е. М. Связанная вода в грунтах и её влияние на их дисперсность и микроструктуру// Учен. зап./ МГУ, Геология,. 1956, вып. 176, с. 221—231.
- Злочевская Р.И. Связанная вода в глинистых грунтах. / Р.И. Злочевская. М., Изд-во Моск. ун-та, 1969, 176 с.
- Etzler F.M., Conners J.J. Temperature dependence of the heat capacity of water in small pores // IPST tecHn.pap.ser. No. 348, Atlanta, 1990, 28p.
- Gutmann V. Fundamental considerations about liquid water // Pure and Appl. Chem., 1991, vol. 63, No. 12, p. 1715-1724.
- Старостин Е.Г., Лебедев М.П. Свойства связанной воды в дисперсных породах. Часть 1. Вязкость, диэлектрическая проницаемость, плотность, теплоемкость, поверхностное натяжение // Криосфера Земли, 2014, т. XVIII, № 3. с. 46–54.
- Коваленко Ю.А. Исследование теплоемкости водных суспензий кликерных минералов C3S и C3A // Сиб. физ.-техн. журн., 1992, № 3, с. 11–13.
- Гаврильев Р.И. Теплофизические свойства горных пород и напочвенных покровов криолитозоны / Р.И. Гаврильев. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 1998, 280с.
Chem., 1991, vol. 63, No. 12, p. 1715-1724.
Список литературы на английском языке / References in English
- Derjagin B.V. Voda v dispersnyh sistemah [Water in disperse systems]/ B.V. Derjagin, N.V. Churaev, F.D. Ovcharenko and others. M., Himija, 1989, 288 p. [in Russian]
- Churaev N.V. Fizikohimija processov massoperenosa v poristyh telah [Physical chemistry of mass transfer processes in porous bodies]/N. V. Churaev. M., Himija, 1990, 272 p. [in Russian]
- Sergeev E. M. Svjazannaja voda v gruntah i ejo vlijanie na ih dispersnost’ i mikrostrukturu [Bound water in the soil and its effect on their dispersion and microstructure]// Uchen. zap./ MGU, Geologija,. 1956, 176 edition, p. 221—231. [in Russian]
- Zlochevskaja R.I. Svjazannaja voda v glinistyh gruntah [Bound water in clay soils]/ R.I. Zlochevskaja. M., Izd-vo Mosk. un-ta, 1969, 176 p. [in Russian]
- Etzler F.M., Conners J.J. Temperature dependence of the heat capacity of water in small pores // IPST tecHn.pap.ser. No. 348, Atlanta, 1990, 28p.
- Gutmann V. Fundamental considerations about liquid water // Pure and Appl. Chem., 1991, vol. 63, No. 12, p. 1715-1724.
- Starostin E.G., Lebedev M.P. Svojstva svjazannoj vody v dispersnyh porodah. Chast’ 1. Vjazkost’, dijelektricheskaja pronicaemost’, plotnost’, teploemkost’, poverhnostnoe natjazhenie [The properties of bound water in dispersed rocks. Part 1. The viscosity, dielectric constant, density, specific heat, surface tension]// Kriosfera Zemli [Earth’s Cryosphere], 2014, V. XVIII, № 3. p. 46–54. [in Russian]
- Kovalenko Ju.A. Issledovanie teploemkosti vodnyh suspenzij klikernyh mineralov C3S i C3A [Investigation of the heat capacity of aqueous suspensions of clinker minerals C3S and C3A]// Sib. fiz.-tehn. zhurn., 1992, № 3, p. 11–13. [in Russian]
- Gavril’ev R.I. Teplofizicheskie svojstva gornyh porod i napochvennyh pokrovov kriolitozony [Thermal properties of rocks and soil Cryolithozone]/ R.I. Gavril’ev. Novosibirsk, Izd-vo SO RAN, 1998, 280p. [in Russian]
V. Churaev. M., Himija, 1990, 272 p. [in Russian]
Part 1. The viscosity, dielectric constant, density, specific heat, surface tension]// Kriosfera Zemli [Earth’s Cryosphere], 2014, V. XVIII, № 3. p. 46–54. [in Russian]
16
Темп.(°F) | Удельная теплоемкость | Теплопроводность | Вязкость | ||||||
C p (БТЕ/фунт °R) | к ( БТЕ / час фут ° F | мк (фунт/час фут) | |||||||
Сатур. | 1000 | 2000 | Сатур. | 1000 | 2000 | Сатур. | 1000 | 2000 | |
80 | 0,9975 | 0,9943 | 0,9912 | 0,3532 | 0,3537 | 0,3570 | 2,084 | 2,084 | 2,083 |
100 | 0,9976 | 0,9932 | 0,9897 | 0,3641 | 0,3659 | 0,3680 | 1. | 1,654 | 1,658 |
200 | 1.0047 | 1.0008 | 0,9958 | 0,3935 | 0,3957 | 0,3980 | 0,738 | 0,748 | 0,757 |
300 | 1.0289 | 1.0232 | 1.0166 | 0,3952 | 0,3981 | 0,4013 | 0,425 | 0,460 | 0,468 |
400 | 1.0794 | 1,074 | 1,062 | 0,3809 | 0,3840 | 0,3880 | 0,327 | 0,330 | 0,335 |
420 | 1. | 1,087 | 1,075 | 0,3753 | 0,3787 | 0,3833 | 0,310 | 0,312 | 0,317 |
440 | 1.1114 | 1.105 | 1,091 | 0,3693 | 0,3728 | 0,3776 | 0,294 | 0,296 | 0,301 |
460 | 1.1319 | 1,124 | 1.109 | 0,3640 | 0,3664 | 0,3713 | 0,280 | 0,282 | 0,286 |
480 | 1.1345 | 1,149 | 1.131 | 0,3575 | 0,3595 | 0,3642 | 0,267 | 0,270 | 0,273 |
500 | 1. | 1,176 | 1,154 | 0,3494 | 0,3510 | 0,3562 | 0,256 | 0,257 | 0,260 |
520 | 1,23 | 1,21 | 1,188 | 0,3397 | 0,3410 | 0,3475 | 0,246 | 0,246 | 0,249 |
540 | 1,28 | — | 1,225 | 0,3298 | — | 0,3371 | 0,235 | — | 0,239 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
560 | 1,34 | — | 1,278 | 0,3189 | — | 0,3256 | 0,225 | — | 0,231 |
580 | 1,41 | — | 1,341 | 0,3064 | — | 0,3118 | 0,217 | — | 0,222 |
600 | 1,51 | — | 1,448 | 0,2919 | — | 0,2962 | 0,210 | — | 0,212 |
620 | 1,65 | — | 1,62 | 0,2753 | — | 0,2778 | 0,200 | — | 0,202 |
640 | 1,88 | — | — | 0,2565 | — | — | 0,190 | — | — |
660 | 2,34 | — | — | 0,2335 | — | — | 0,177 | — | — |
680 | 3,5 | — | — | 0,2056 | — | — | 0,161 | — | — |
650
0941
1861Удельная теплоемкость воды в зависимости от температуры (p = 1 бар)
Удельная теплоемкость и транспортные функции воды
1.
Болл П. Матрица жизни: биография воды. Калифорнийский университет Press; Беркли, Калифорния, США: 2001. [Google Scholar]
2. Galilei G. Intorno Alle Cose, Che Stanno in sù L’acqua, ò Che in Quella si Muovono. Discorso al Serenissimo Don Cosimo II Gran Duca di Toscana. Козимо Джунти; Флоренция, Италия: 1612 г. [Google Scholar]
3. Magalotti L. Saggi di Naturali Esperienze Fatte Nell’Accademia del Cimento Sotto la Protezione del Serenissimo Principe Leopoldo di Toscana e Descritte dal Segretario di essa Accademia. Академия дель Чименто; Флоренция, Италия: 1667. стр. 127–176. Том. Esperienze Intorno agli Artificiali Agghiacciamenti. [Google Scholar]
4. Debenedetti P.G., Stanley H.E. Переохлажденная и стеклообразная вода. физ. Сегодня. 2003; 56:40–46. doi: 10.1063/1.1595053. [CrossRef] [Академия Google]
5. Спиди Р.Дж., Энджелл К.А. Изотермическая сжимаемость переохлажденной воды и свидетельство термодинамической сингулярности при −45 °C. Дж. Хим. физ. 1976; 65: 851–858.
дои: 10.1063/1.433153. [CrossRef] [Google Scholar]
6. Рапопорт Э. Модель максимума кривой плавления при высоком давлении. Дж. Хим. физ. 1967; 46: 2891–2895. дои: 10.1063/1.1841150. [CrossRef] [Google Scholar]
7. Немети Г., Шерага Х.А. Структура воды и гидрофобная связь в белках. I. Модель термодинамических свойств жидкой воды. Дж. Хим. физ. 1962;36:3382–3400. doi: 10.1063/1.1732472. [CrossRef] [Google Scholar]
8. Davis C.M., Litovitz T.A. Теория двух состояний структуры воды. Дж. Хим. физ. 1965; 42: 2563–2576. doi: 10.1063/1.1696333. [CrossRef] [Google Scholar]
9. Джон М.С., Грош Дж., Ри Т., Айринг Х. Теория значимой структуры в применении к воде и тяжелой воде. Дж. Хим. физ. 1966; 44: 1465–1472. дои: 10.1063/1.1726878. [CrossRef] [Google Scholar]
10. Камб Б. Строение льда VI. Наука. 1965;150:205–209. doi: 10.1126/science.150.3693.205. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
11. Палмер Дж., Мартелли Ф., Лю Ю., Кар Р., Панайотопулос А., Дебенедетти П.
Метастабильный переход жидкость-жидкость в молекулярной модели воды. Природа. 2014; 510:385–388. doi: 10.1038/nature13405. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
12. Петтерссон Л., Хенчман Р., Нильссон А. Специальный выпуск: Вода — самая аномальная жидкость. хим. 2016; 116:7459–7462. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00363. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
13. Палмер Дж., Пул П.Х., Шортино Ф., Дебенедетти П. Успехи в вычислительных исследованиях перехода жидкость-жидкость в воде и водоподобных моделях. хим. 2018; 118:9129–9151. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00228. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
14. Мисима О., Калверт Л., Уолли Э. Таяние льда I при 77 К и 10 кбар: новый метод получения аморфных твердых тел. Природа. 1984; 310: 393–397. дои: 10.1038/310393a0. [CrossRef] [Google Scholar]
15. Мисима О., Калверт Л., Уолли Э. Очевидно, переход первого рода между двумя аморфными фазами льда, вызванный давлением. Природа. 1985;314:76–78. doi: 10.1038/314076a0.
[CrossRef] [Google Scholar]
16. Мисима О. Связь между таянием и аморфизацией льда. Природа. 1996; 384: 76–78. doi: 10.1038/384546a0. [CrossRef] [Google Scholar]
17. Бертон Э.Ф., Оливер В.Ф., Макленнан Дж.К. Кристаллическая структура льда при низких температурах. проц. Р. Соц. лон. сер. Математика. физ. науч. 1935; 153: 166–172. doi: 10.1098/rspa.1935.0229. [CrossRef] [Google Scholar]
18. Loerting T., Salzmann C., Kohl I., Mayer E., Hallbrucker A. Второе отчетливое структурное «состояние» аморфного льда высокой плотности при 77 K и 1 бар. физ. хим. хим. физ. 2001; 3: 5355–5357. дои: 10.1039/b108676f. [CrossRef] [Google Scholar]
19. Аманн-Винкель К., Гайнару К., Хэндл П.Х., Зайдл М., Нельсон Х., Бёмер Р., Лёртинг Т. Второй стеклование воды. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2013;110:17720–17725. doi: 10.1073/pnas.1311718110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
20. Аманн-Винкель К., Бёмер Р., Фуджара Ф.
, Гайнару К., Гейл Б., Лёртинг Т. Коллоквиум: спорные вопросы стеклования воды . Преподобный Мод. физ. 2016;88:011002. doi: 10.1103/RevModPhys.88.011002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
21. Брюггеллер П., Майер Э. Полная витрификация в чистой жидкой воде и разбавленных водных растворах. Природа. 1980; 288: 569–571. doi: 10.1038/288569a0. [CrossRef] [Google Scholar]
22. Poole P., Sciortino F., Essmann U., Stanley H.E. Фазовое поведение метастабильной воды. Природа. 1992; 360:324–328. doi: 10.1038/360324a0. [CrossRef] [Google Scholar]
23. Сантра Б., Дистасио Р.А., младший, Мартелли Ф., Кар Р. Анализ локальной структуры в жидкой воде ab initio. Мол. физ. 2015;113:2829–2841. doi: 10.1080/00268976.2015.1058432. [CrossRef] [Google Scholar]
24. Sastry S., Debenedetti P.G., Sciortino F., Stanley H.E. Бессингулярная интерпретация термодинамики переохлажденной воды. физ. Ред. Е. 1996; 53:6144–6154. doi: 10.1103/PhysRevE.53.6144. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
25.
Xu L., Kumar P., Buldyrev S.V., Chen S.-H., Poole P.H., Sciortino F., Stanley H.E. Связь линии Видома с динамическим кроссовером в системах с фазовым переходом жидкость–жидкость. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2005; 102:16558–16562. doi: 10.1073/pnas.0507870102. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
26. Сопер А.К., Риччи М.А. Структуры воды высокой и низкой плотности. физ. Преподобный Летт. 2000; 84: 2881–2884. doi: 10.1103/PhysRevLett.84.2881. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
27. Симпсон Дж.Х., Карр Х.Ю. Диффузия и релаксация ядерного спина в воде. физ. 1958; 111:1201–1202. doi: 10.1103/PhysRev.111.1201. [CrossRef] [Google Scholar]
28. Адам Г., Гиббс Дж.Х. О температурной зависимости кооперативно-релаксационных свойств в стеклообразующих жидкостях. Дж. Хим. физ. 1965;43:139–146. doi: 10.1063/1.1696442. [CrossRef] [Google Scholar]
29. Малламаче Ф., Корсаро К., Малламаче Д., Васи К., Стэнли Х.Е. Функции термодинамического отклика и происхождение аномального поведения жидкой воды.
Фарадей Обсудить. 2013; 167:95–108. doi: 10.1039/c3fd00073g. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
30. Chen S.-H., Mallamace F., Mou C.Y., Broccio M., Corsaro C., Faraone A., Liu L. Нарушение закона Стокса-Эйнштейна отношение в переохлажденной воде. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2006;167:12974–12978. doi: 10.1073/pnas.0603253103. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
31. Mallamace F., Baglioni P., Corsaro C., Spooren J., Stanley H.E., Chen S.-H. Транспортные свойства переохлажденной замкнутой воды. Ривиста-дель-Нуово-Чименто. 2011; 34: 253–388. doi: 10.1140/epjst/e2008-00747-2. [CrossRef] [Google Scholar]
32. Сюй Ю., Петрик Н.Г., Смит Р.С., Кей Б.Д., Киммель Г.А. Скорость роста кристаллического льда и коэффициент диффузии переохлажденной воды от 126 до 262 К. Тр. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2016;113:14921–14925. doi: 10.1073/pnas.1611395114. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
33.
Бриджмен П. Вода в жидкой и пяти твердых формах под давлением. проц. Являюсь. акад. Изобразительное искусство. науч. 1912; 47: 441–558. дои: 10.2307/20022754. [CrossRef] [Google Scholar]
34. Cerveny S., Mallamace F., Swenson J., Vogel M., Xu L. Замкнутая вода как модель переохлажденной воды. хим. 2016; 116:7608–7625. doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00609. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
35. Малламаче Ф., Бранка С., Брокчио М., Корсаро С., Моу С.Ю., Чен С.-Х. Аномальное поведение плотности воды в диапазоне 30 К < Т < 373 К. Тр. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2007; 104:18387–18391. doi: 10.1073/pnas.0706504104. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
36. Erko M., Wallacher D., Hoell A., Hauss T., Zizak I., Paris O. Минимум плотности замкнутой воды при низких температурах : Комбинированное исследование малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов. физ. хим. хим. физ. 2012;14:3852–3858. дои: 10.1039/c2cp24075k. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
37.
Mallamace F., Corsaro C., Stanley H.E. Возможная связь структурной релаксации воды с характеристиками воды. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2013; 110:4899–4904. doi: 10.1073/pnas.1221805110. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Ким С., Пак Дж. и др. Максимумы в термодинамическом отклике и корреляционных функциях глубоко переохлажденной воды. Наука. 2017;358:1589–1593. doi: 10.1126/science.aap8269. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
39. Сопер А.К. Радикальная переоценка структуры воды в гидрофильных условиях. хим. физ. лат. 2013; 590:1–15. doi: 10.1016/j.cplett.2013.10.075. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
40. Сопер А.К. Профиль плотности воды, заключенной в цилиндрических порах кремнезема МСМ-41. Дж. Физ. конд. Имеет значение. 2013; 24:1–11. doi: 10.1088/0953-8984/24/6/064107. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
41. Caupin F., Holten V., Qiu C., Guillerm E., Wilke M., Frenz M.
, Teixeira J., Soper A.K. Комментарий к статье «Максимумы в термодинамическом отклике и корреляционных функциях глубоко переохлажденной воды» Наука. 2018; 360 doi: 10.1126/science.aat1634. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
42. Гой С., Потенца М.А.С., Дедера С., Томут М., Гильерм Э., Калинин А., Восс К.О., Шоттелиус А., Петридис Н., Просветов А. ., и другие. Уменьшение быстроиспаряющихся микрокапель воды свидетельствует об их экстремальном переохлаждении. физ. Преподобный Летт. 2018;120:015501. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.015501. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
43. Ким К.Х., Спах А., Патхак Х., Перакис Ф., Мариедал Д., Аманн-Винкель К., Селлберг Дж.А., Ли Дж.Х., Ким С., Парк Дж. и др. Ответ на комментарий к записи «Максимумы в термодинамическом отклике и корреляционных функциях глубоко переохлажденной воды» Наука. 2018; 360 doi: 10.1126/science.aat1729. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
44. Палларес Г., Эль Мекки Азузи М., Гонсалес М.А., Арагонес Дж.
Л., Абаскал Дж.Л.Ф., Валериани К., Каупен Ф. Аномалии в объемной переохлажденной воде при отрицательном давлении. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2014;111:7936–7979. doi: 10.1073/pnas.1323366111. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
45. Старр Ф., Энджелл К.А., Стэнли Х. Прогнозирование энтропии и динамических свойств воды ниже температуры гомогенной нуклеации. физ. Стат. мех. заявл. 2003; 323:51–66. doi: 10.1016/S0378-4371(03)00012-8. [CrossRef] [Google Scholar]
46. Saito S., Bagchi B. Термодинамическая картина стеклования воды за счет комплексной теплоемкости и энтропии: путешествие по «ничейной земле» J. Chem. физ. 2019;150:054502. doi: 10.1063/1.5079594. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
47. Мартелли Ф. Раскрытие вклада местных структур в характеристики воды: синергетическое действие нескольких факторов. Дж. Хим. физ. 2019;150:094506. doi: 10.1063/1.5087471. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
48. Энджелл К.
А., Сичина В.Дж., Огуни М. Теплоемкость воды при экстремальных температурах переохлаждения и перегрева. Дж. Хим. физ. 1982; 86: 998–1002. doi: 10.1021/j100395a032. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
49. Томбари Э., Феррари К., Сальветти Г. Аномалия теплоемкости в большой пробе переохлажденной воды. хим. физ. лат. 1999; 300:749–751. doi: 10.1016/S0009-2614(98)01392-X. [CrossRef] [Google Scholar]
50. Арчер Д. Г., Картер Р. В. Термодинамические свойства системы NaCl + H 2 O. 4. Теплоемкость H 2 O и NaCl(водн.) в хладостойком и переохлажденном состояниях. Дж. Физ. хим. Б. 2000; 104:8563–8584. doi: 10.1021/jp0003914. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
51. Огуни М., Маруяма С., Вакабаяши К., Нагоэ А. Стеклование обычной и тяжелой воды в нанопорах силикагеля. хим. Азиат Дж. 2007; 2: 514–520. doi: 10.1002/asia.200600362. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
52. Огуни М., Канке Ю., Намба С. Термические свойства воды, заключенной в нанопорах кремнезема MCM-41.
АИП конф. проц. 2008; 982:34–38. doi: 10.1063/1.2897812. [CrossRef] [Google Scholar]
53. Nagoe A., Kanke Y., Oguni M., Namba S. Результаты максимума Cp при 233 K для воды в нанопорах кремнезема и очень слабая зависимость Tmax от размера пор . Дж. Физ. хим. Б. 2010; 114:13940–13943. doi: 10.1021/jp104970s. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
54. Огуни М., Канке Ю., Нагоэ А., Намба С. Калориметрическое исследование стеклования воды в наномасштабе, предложение значения 210 К для объемной воды. Дж. Физ. хим. Б. 2011; 115:14023–14029. doi: 10.1021/jp2034032. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
55. Томбари Э., Салветти Г., Джохари Г.П. Удельная теплоемкость и превращения воды в 1,4 и 1,8 нм Pore-MCM. Дж. Физ. хим. К. 2012; 116: 2702–2709.. doi: 10.1021/jp209598x. [CrossRef] [Google Scholar]
56. Купан А., Фомина М., Пьяцца И., Петерс Дж., Широ Г. Экспериментальные доказательства перехода жидкость-жидкость в глубоко охлажденной замкнутой воде. физ. Преподобный Летт.
2014;113:215701. doi: 10.1103/PhysRevLett.113.215701. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
57. Ханда Ю.П., Мисима О., Уолли Э. Аморфный лед высокой плотности. III. Тепловые свойства. Дж. Хим. физ. 1986; 84: 2766–2770. doi: 10.1063/1.450301. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
58. Вагнер В., Ритманн Т., Фейстель Р., Харви А. Новые уравнения для давления сублимации и давления плавления H 2 O Ice Ih. Дж. Физ. хим. Ссылка Данные. 2011;40:043103. doi: 10.1063/1.3657937. [CrossRef] [Google Scholar]
59. Де Микеле В., Левантино М., Купан А. Гистерезис в температурной зависимости ИК изгибных колебаний глубоко охлажденной замкнутой воды. Дж. Хим. физ. 2019;150:224509. doi: 10.1063/1.5096988. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
60. Малламаче Ф., Корсаро К., Малламаче Д., Фацио Э., Чен С.-Х. Некоторые соображения о полиморфизме воды и переходе жидкость–жидкость по поведению плотности в жидкой фазе. Дж. Хим. физ. 2019;151:044504. doi: 10.1063/1.
5095687. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
61. Стиллинджер Ф. Х. Переохлажденные жидкости, стеклование и парадокс Каузмана. Дж. Хим. физ. 1988; 88: 7818–7825. дои: 10.1063/1.454295. [CrossRef] [Google Scholar]
62. Малламейс Ф., Бранка С., Корсаро С., Леоне Н., Спурен Дж., Чен С.-Х., Стэнли Х.Е. Транспортные свойства стеклообразующих жидкостей предполагают, что температура динамического перехода так же важна, как и температура стеклования. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2010;107:22457–22462. doi: 10.1073/pnas.1015340107. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
63. Ип С., Шорт М.П. Моделирование многомасштабных материалов в мезомасштабе. Нац. Матер. 2013; 12: 774–777. doi: 10.1038/nmat3746. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
64. Gillen K.T., Douglass D.C., Hoch MJR. Самодиффузия в жидкой воде до −31 °C. Дж. Хим. физ. 1972; 57: 5117–5119. doi: 10.1063/1.1678198. [CrossRef] [Google Scholar]
65. Хольц М.
, Хейл С.Р., Сакко А. Температурно-зависимые коэффициенты самодиффузии воды и шести выбранных молекулярных жидкостей для калибровки в точных измерениях 1H ЯМР PFG. физ. хим. хим. физ. 2000;2:4740–4742. дои: 10.1039/b005319h. [CrossRef] [Google Scholar]
66. Миллс Р. Самодиффузия в нормальной и тяжелой воде в интервале 1-45°С. Дж. Физ. хим. 1973; 77: 685–688. doi: 10.1021/j100624a025. [CrossRef] [Google Scholar]
67. Прайс В.С., Иде Х., Арата Ю. Самодиффузия переохлажденной воды до 238 К с использованием измерений диффузии ЯМР PGSE. Дж. Физ. хим. А. 1999; 103:448–450. doi: 10.1021/jp9839044. [CrossRef] [Google Scholar]
68. Prielmeier F.X., Lang E.W., Speedy R.J., Lüdemann H.D. Зависимость самодиффузии от давления в переохлажденной легкой и тяжелой воде. Berichte der Bunsengesellschaft für Physikalische Chemie. 1988;92:1111–1117. doi: 10.1002/bbpc.198800282. [CrossRef] [Google Scholar]
69. Шёстрем Дж., Свенсон Дж., Бергман Р., Киттака С. Исследование зависимости динамики замкнутой воды от гидратации: монослой, гидратация воды и процессы Максвелла-Вагнера.
Дж. Хим. физ. 2008;128:154503. doi: 10.1063/1.2
70. Ито К., Мойнихан К., Энджелл К.А. Термодинамическое определение хрупкости жидкостей и переход жидкости из хрупкой в прочную в воде. Природа. 1998;398:492–495. дои: 10.1038/19042. [CrossRef] [Google Scholar]
71. Малламаче Ф., Корсаро К., Брокчио М., Бранка К., Гонсалес-Сегредо Н., Спурен Дж., Чен С.-Х., Стэнли Х.Э. ЯМР свидетельствует о резком изменении меры локального порядка в глубоко переохлажденной замкнутой воде. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2008; 105:12725–12729. doi: 10.1073/pnas.0805032105. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
72. Малламаче Ф., Брокчио М., Корсаро К., Фараоне А., Майолино Д., Венути В., Лю Л., Моу С.Ю., Чен С.-Х. Доказательства существования жидкой фазы низкой плотности в переохлажденной напорной воде. проц. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2007; 104: 424–428. doi: 10.1073/pnas.0607138104.