Самое необыкновенное вещество в мире - [13]

В своих лабораториях человек сумел открыть еще,

54

по крайней мере, шесть различных, не менее удиви- тельных льдов. В природе их найти нельзя. Они могут существовать только при очень высоких давле- ниях. Обычный лед сохраняется до давления 208 МПа (мегапаскалей), но при этом давлении он плавится при —22°С. Если давление выше, чем 208 МПа, возникает плотный лед — лед-Ш. Он тяже- лее воды и тонет в ней. При более низкой температу- ре и большем давлении — до 300 МПа — образуется еще более плотный лед-П. Давление сверх 500 МПа превращает лед в лед-V. Этот лед можно нагреть почти до 0°С, и он не растает, хотя и находится под огромным давлением. При давлении около 2ГПа (гигапаскалей) возникает лед-VI. Это буквально горя- чий лед — он выдерживает, не плавясь, температу- ру 80°С. Лед-VII, найденный при давлении ЗГПа, пожалуй, можно назвать раскаленным льдом. Это самый плотный и тугоплавкий из известных льдов. Он плавится только при 190° выше нуля.

Это совершенно необычайный лед. Мало того что на куске такого льда можно было бы с полным успехом жарить пищу, если бы только он существовал при обычном давлении, но этот лед-VII еще обладает необыкновенно высокой твердостью. Не следует ду- мать, что он получается только лишь в установках высокого давления в лабораториях ученых, а больше его нигде и не встретишь. Этот лед может стать даже причиной внезапных катастроф. В подшипни- ках, в которых вращаются валы мощных турбин электростанций, развивается огромное давление. Если в смазку попадет хотя бы немного воды, она за- мерзнет, несмотря на то что температура подшипни- ков очень высока. Образовавшиеся частицы льда-VII,обладающие огромной твердостью, начнут разру- шать вал и подшипник и быстро выведут их из строя.

Некоторые ученые подозревают, что существует

55

еще неустойчивый лед-IV, быстро переходящий в лед-V.

Может быть, лед и в космосе есть? Как будто бы есть, и при этом очень странный. Но открыли его ученые на Земле, хотя такой лед на нашей планете существовать не может. Плотность всех известных в настоящее время льдов даже при очень высоких давлениях, лишь очень немного превышает 1 г/см³. Плотность гексагональной и кубической модифика- ции льда при очень низких давлениях и температу- рах, даже близких к абсолютному нулю, немного меньше единицы. Их плотность равна 0,94 г/см³.

Но оказалось, что в вакууме, при ничтожных давлениях и при температурах ниже —170°С, при условиях, когда образование льда происходит при его конденсации из пара на охлаждаемой твердой поверхности, возникает совершенно удивительный лед. Его плотность... 2,3 г/см³. Все известные до сих пор льды кристаллические, а этот новый лед, по- видимому, аморфный, он характеризуется беспоря- дочным относительным расположением отдельных молекул воды; определенная кристаллическая струк- тура у него отсутствует. По этой причине его иногда называют стеклянным льдом. Ученые уверены, что этот удивительный лед должен возникать в космичес- ких условиях и играть большую роль в физике планет и комет. Открытие такого сверхплотного льда было для физиков неожиданным.

Л еще какие-нибудь льды существуют? Такой вопрос и задавать не следовало бы. Конечно, существуют. Ученые хорошо изучили свойства льда, образующего- ся при замерзании тяжелой воды. Это совсем особый лед. Он плавится не при нуле градусов, а на 3,18° вы- ше нуля. По всем своим свойствам тяжеловодный лед хоть немного да отличается от природного льда.

56

Можно лед приготовить из легкой воды, можно — из нулевой воды, можно — из тяжелокислородной воды. Уж если быть очень строгим в формулировках, то следует признать, что любой из возможных различ- ных «вод* соответствует свой собственный лед, и в нескольких формах. И конечно, все эти льды разные.

Но может быть, где-нибудь в природе есть еще какие-нибудь льды? Пока нет. Но наверное, человек, расширяя свое познание природы, сумеет в будущем найти еще не один новый вид льда. И никто не может сказать, какое это будет иметь значение.

Но если больше никаких льдов нет, то какой же лед замерзает летом в газопроводах? Удивительный и причиняющий много больших затруднений уче- ным, а еще больше инженерам и технологам.

Во влажном горючем газе при транспортировке его по трубопроводам от подземных скважин под давлением в десятки атмосфер даже летом, в теплую погоду, образуется лед на стенках стальных труб. Слой льда может нарасти настолько толстым, что перекроет трубу ледяной пробкой и прекратит подачу газа. Такую серьезную аварию ликвидировать бывает нелегко.

Этот странный лед возникает только в присутствии сжатого до большого давления горючего газа. Труд- но только определить — лед это или не лед. Очень много труда пришлось затратить исследователям, пока удалось выяснить его природу.

Его кристаллическая решетка построена почти так же, как и у обычного льда, — она образована молекулами воды с помощью водородных связей. Как и у обычного льда, в ней имеются пустые полости определенного объема. При образовании льда в сре- де сжатого газа происходит странное явление, откры- тое впервые сравнительно недавно, — в каждой такой