Нас цього не вчили. Вода може випаровуватися без нагрівання, але знадобиться щось інше

На уроках природознавства в початковій школі нас вчили, що для випаровування води необхідна наявність тепла. Однак тепер нове дослідження вчених показує, що це зовсім не обов'язкова умова — команда дійшла висновку, що існує щось іще, здатне випаровувати воду, і навіть ефективніше за нагрівання, пише New Atlas.

Під час роботи команда з Массачусетського технологічного інституту зробила дивовижне відкриття: світло саме по собі здатне випаровувати воду. Причому воно справляється з цим завданням набагато ефективніше, ніж тепло. Автори дослідження вважають, що їхнє відкриття може поліпшити наше розуміння природних явищ, а також поліпшити системи опріснення води.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Відомо, що випаровування відбувається, коли молекули води поблизу поверхні рідини поглинають достатньо енергії, щоб піти в повітря у вигляді газу — водяної пари. Як правило, джерелом енергії виступає тепло, однак у разі колообігу води на Землі це тепло в основному походить від сонячного світла.

Однак в останні кілька років різні групи вчених стали помічати розбіжності у своїх експериментах, що стосуються води в гідрогелях. Вчені почали помічати, що часом вода випаровувалася з набагато більшою швидкістю, ніж це було можливо за умови кількості тепла, якому вона піддавалася. Причому теоретична максимальна швидкість іноді перевищувалася втричі. Саме тому в новому дослідженні вчені вирішили зосередитися на розумінні того, чому це відбувається.

Спочатку вони провели кілька базових експериментів і запідозрили, що надмірне випаровування, мабуть, спричинене самим світлом. Ідея вчених полягала в тому, що вода насправді не поглинає світло — саме тому ми можемо бачити крізь воду на пристойну глибину, якщо вона чиста. Ця ідея здається досить дивовижною, але схоже правдива.

Щоб перевірити свою гіпотезу, команда помістила зразок гідрогелю в контейнер на вагах, а далі послідовно піддавала його впливу світла різної довжини хвиль. Вони також вимірювали кількість маси, яку гідрогель втрачав із плином часу внаслідок випаровування. Зазначимо, що обладнання контролювалося, а освітлення було екрановано, щоб запобігти потраплянню тепла в систему.

У результаті вчені дійсно помітили, що вода прискорюється зі швидкістю, що набагато перевищує допустиму температуру. Передбачається, що ступінь випаровування змінюється залежно від довжини хвилі світла. При цьому максимум досягається при довжині хвилі зеленого світла. Автори дослідження зазначають, що ця залежність від кольору фактично доводить, що випаровування води не було пов'язане з теплом.

Після цього команда повторила експеримент у темряві, використовуючи електрику для подачі до гідрогелю тієї самої кількості тепла, що й у світловому експерименті. Результати свідчать про те, що швидкість випаровування води залишалася в межах температурної межі й була набагато нижчою від тієї, що досягається під час впливу світла.

Автори дослідження назвали це явище "фотомолекулярним ефектом" і припустили, що фотони світла потенційно здатні "відщеплювати" кластери молекул води поблизу поверхні рідини. Попри те, що всі експерименти вчених було проведено лише в лабораторних дослідженнях, вони вважають, що цей процес також може відбуватися і в природі, наприклад, у хмарах або на поверхні моря. Утім, навіть у цих умовах, тепло, ймовірно, все ще виконує більшу частину роботи.

Автори дослідження також вважають, що зроблене ними відкриття може бути використане для підвищення ефективності таких систем, як опріснення або випарне охолодження.

Раніше Фокус писав про те, що вчені назвали найшвидший спосіб висушити білизну вдома.