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帮您了解水和水溶液的结构

所有关于磁或电磁处理水和水系统的假说和研究的基础应该是水分子的结构、水和水溶液的结构。

众所周知,水分子的内部结构是不对称的。氢原子与氧原子的角约为104.5°,在O-H的耦合长度约为0.96Å时,其能量约为109.6千卡/摩尔。与氧原子相比,氢原子的尺寸要小得多,使氢原子能穿透氧原子外壳的作用范围。这导致水分子不同点的电荷分布不均,结果水分子是偶极子,具有正电荷和负电荷中心,及水分子被极性化。在此应该强调,水分子的形状和大小在很大程度上取决于分子的激发状态(震荡、旋转、电子的)。

分子结合形成液态水结构的基础是基于它们氢键相互作用的能力。从20世纪30年代开始,就有大量关于液体水结构模型的假设。目前,可以说存在两大类关于液体水结构模型的假设:所谓的“混合”和“连续”模型。根据混合模型,水似乎是某些分子组成的平衡混合物,–“真正的液体分子”,相互之间不受氢键的束缚,和不同水分子氢键量数量的群集。在连续模型中,所有水分子都被纳入一个统一的氢键网格,其能量和几何参数是连续分布的;因此,水分子形成准晶格,由于热、静电和其他作用而变形,氢键经受拉力和弯曲。

在液态水混合模型中最常见的模型是萨莫伊洛夫(1967年)给出的。根据他的双结构模型理论,水的极分子形成一个(H2O)n型集合体,其存在创造了分子排列中的某种近序规律,所谓的水的准晶结构,不稳定,依赖外部因素。水的近序可以呈现为一个通透的四面体冰结构I,约25%的这个结构的空隙是充满了单维的水,在平移过程中,水分子主要沿这些结构空隙移动。因此,水有两个相互竞争的系统:由水分子组成的类冰结构(框架)和密集的水分子组成。由于水分子之间形成氢键的能量很低(3-5千卡/摩尔),水分子在纯净水中相互作用的过程很容易,分子在其杂乱运动中获得了最大数量的氢键。然而,约30%的潜在氢键仍然破裂。

水的连续模型可以首推涅别鲁欣假说,根据这种假说,由氢键空间网形成的水的准晶结构,在水的体积内没有均匀分布,而局限于一定的,相当小的区域——球状区域,准晶性质表现为,当外部条件发生变化时,它们的性质会发生变化,而不是连续性的,而是在达到某种临界状态时会发生急剧变化。球体结构通过水分子的集体互动产生能量增益,并形成了三维氢键网格。在球的表面,氢键并没有被切断,而是有其他特性(弱化、失真)。所以球的边界不是一个氢键破裂的表面:它是水分子集体相互作用的界限。球的结合过程是由表面水分子的氢键的定向性质决定的,只有在相互之间有一定的取向时才能发生。水的准晶格破坏导致水分子之间的氢键断裂,并导致一些分子按以下方式离解成离子:

2Н2О = Н3О+ + ОН-

这些离子聚集在球状体表面,有助于它们相互重新定向,这可能导致球状体的结合和液态水形成过程。

还值得注意的是关于水结构的另一个假说——特林切尔假说(1971至1975年),关于水的多微相结构,根据这一假说,在0°C至44°C温度范围内,水由具有热力学微相性质的宏观结构组成:冰的碎片-I,晶体微相-II,液体微相-III,每一个微相由大约1010-1011分子组成,其体积分别为3•10-13-3•10-12立方厘米。根据温度情况,不断发生微相转换,具有波动性,因此可能存在三种微相,也可能两种微相(晶体和水),甚至一种微相(水)。

与多微相结构假说非常接近的时雅罗斯拉夫假设和多尔戈诺索夫假设(1971年),根据这种假设.在水中有三种结构形式的:

类冰结构I ══ 无序结构II

║ ║

短氢键结构

根据这些形式之间的外部条件,相互转化为一种或另一种形式,这就决定了水的物理化学性质。

水溶液结构,即含杂质的水很复杂,虽然一般来说,没有杂质的水几乎不存在。特别是在水中以离子形式存在的杂质的影响非常大。已经证实,水中离子的水合现象是它们与水分子相互作用的结果。由许多水分子组成的水合离子外壳。此时,离子与溶液中直接形成离子外围的分子间的相互作用,以及与其他水分子之间的相互作用都很重要。因此人们研究两种形成的水合作用——近距和远距。第一种首先是研究离子对附近水分子的平移运动的热作用。近距水合作用主要和溶液的动力特性和若干过程进行机制有关。远距离水合主要是离子场对周围体积的水分子的极化作用。当离子转化为溶液时,它总是伴随产生很大的能量。

除此之外,根据萨莫伊洛夫的建议(1957年),可以说正水合和负水合也适用于近距水合。离子近距水合区水分子热平移运动的特点是水分子在离子i的近环境中的一些平衡位置上波动,而退出这一位置的决定因素是这些水分子的活化能∆Еi发生了变化。如果∆Еi>0,可以说是正水合,在这种情况下,水分子会受到离子相当稳定的结合作用。如果∆Еi<0,负水合作用,其特点是水分子在离子近距环境的迁移率高(比纯净水)。

有所谓的离子的假设半径ri0,确定离子i的正水合与负水合之间的界限。有些数据表明,单电荷离子的ri0=1.08Å和双电荷离子的ri0=1.4Å。在这种情况下,离子的性质具有很大的意义.

溶液中离子的运动伴随着与附近水分子的不断交换。在一般情况下可以认为离子在溶液中移动,进行了一次被激活的突变,部分与水合物外壳一起,部分不和外壳一起。离子和近环境水分子相互作用由离子-偶极和共价作用给,在这种情况下,后者对前者的贡献很大,其特点当离子和水分子之间的距离变大时,急剧下降。例如,实验发现,Mg2+和La3+离子主要与水合物膜突变式运动 ,而离子Li+、Na+、K+、Cs+、Cl-、Ca2+、SO42-不与水合物膜一起运动。

在这种情况下,活化能量 ∆Ei 变化评估显示,离子Li+、Na+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、La3+、F-、SO42-具有正水合作用,而离子K+、Cs+、NH4+、Cl-、HCO3-、BR-、NO3-、ClO4-是负水合。

水分子的水合层也是在水与空气及固体的界面上形成的。按捷尔亚金(1966年)的说法,这种层的厚度达到50 – 100Å,按斯列撒列夫的说法,高达300微米。这些层属于表面力范围,表现为这些层的机械特性,特别是对剪切阻力的增加。

水中以分子形式存在的杂质也对水的结构产生重大影响。

因此,与结构特征相关的水系统的物理化学性质的变化问题,毫无疑问,不仅在理论上论证是很困难的,而且对这些系统也很难产生有针对性的影响。

文章来源:https://t.cn/A6f5NRum

“平民超跑”不是白叫的! 全新一代飞度真的那么好?。
提到飞度,很多人不禁会联想到“平民超跑”,没错,不论是在家用A0级车领域还是玩车领域,每一代飞度都可以用出类拔萃来形容。第四代飞度自上市至今,也有很长的时间了,在今年广汽本田对外公布的6月销量数据来看,一经零部件供应回暖飞度销量便强势突破1.1万台,继续驰骋A0级轿车市场。作为Honda全球车型,2021年也是飞度车型诞生的20周年,目前在全球市场累计近800万销量,国内拥有超过了120万忠实粉丝。在中国流通协会发布的《2020年度中国汽车保值率白皮书》的榜单中,飞度(FIT)以3年保值率75.77%的绝对优势,荣获国产小型轿车保值率榜单No.1。这么多个No.1的加持,让飞度变得更加“神话”起来。

  第四代飞度在近期也完成了一件里程碑式的大事件,在北京中汽联赛车场刷新车型最快圈速,此前中汽联赛道目前榜首成绩为飞度GK5创的,时间为00′56″118,而全新飞度GR9缔造了全新纪录,时间为00′52″754,别小看这近4秒的提升,不少的粉丝看到这项成绩后,高呼“爷青回”。那么,全新飞度GR9究竟在各方面综合实力面前能否延续各项神话呢?能否让年轻人找回属于他们自己的青春?
  魔术空间让飞度更适合国人
  都说本田大法好,但是有几个人真正了解本田大法究竟哪里好?毕竟在日常使用中,日系车不仅可以带来更舒适的乘坐感受,对于空间的利用率也可以称得上同级别最优,这一点不论是德系车还是自主品牌,都不如日系车设计的精妙,这也是很多飞度车友们最引以为傲的地方。飞度这款A0级车虽然尺寸上和其他竞争对手相差无几,但你一坐进车内就会发现,这款小型车的空间表现已经完全超越了A0级车的定义,较宽裕的前排腿部空间和后排腿部空间,就算是满载,前后排乘客也不会感觉到拥挤,可以说将基础的空间利用率提升到了新的高度。

  开阔的视野也是这一代飞度的看家本领之一,以至于在我驾驶飞度时会给我一种错觉,就是有一种驾驶起来有大车的感觉。这其实和飞度的内部设计有很大的关系,可以发现飞度的仪表台前部采用了一个全平的设计,视野非常开阔,也前排乘客的视野更宽阔,这也正是本田对于空间的理解,加之副驾驶上方采用的双层储物格,让飞度不仅拥有出色的视野,同时对于储物空间的利用率也最大化,这或许就是“本田大法”的奥义。

  要说日系车在设计之初多有小心思,飞度历代的副驾驶杯架在这代重新得到回归,设计师巧妙的将杯架设置在了空调出风口的正前方,这一点不得不佩服本田设计师的思路,配合飞度出色的空调制冷能力,炎热的夏季可以喝上冰凉的饮料,冬季也可以对饮料进行升温。

  在拥有出色的车内乘坐空间和开阔视野之外,飞度后备箱的空间表现也可以用“惊艳”来形容,可以说这一代GR9传承了历代飞度优秀的后备厢空间水平,后备厢在放置一个大尺寸收纳盒后,还可以有放置两个登机箱和书包的空间,潮越版的后排配备了飞度成名的“魔术座椅”,这套座椅除了可以4/6比例放倒,坐垫能够向上折起并固定住,这样一来,第二排放置一颗大型盆栽都不是任何的问题。
  配置满满的诚意

  都说日系车在配置方面不如竞争对手,这句话放在几年前说还可以,但在如今的时代,日系车的配置以及智能网联化都有了翻天覆地的变化。全新飞度在同级别中首次搭载了Honda SENSING智能驾驶辅助系统,新增了车道偏离抑制、十字路口左转直行防撞等安全配置,保障了用户在城市驾驶时的安全。这几项安全系统的加入,就算你是新手司机,同样也可以轻松驾驭飞度,潮越版更是独享8英寸DA屏幕。而两幅式真皮方向盘以及真皮换挡挡把的出现也是飞度新增的舒适性配置,拥有出色的手感,很有驾驶的欲望。

  其次,全新飞度GR9全系车型均搭载了7英寸TFT仪表盘,内部显示非常精致,可以显示油耗,自适应巡航显示功能也可以在液晶仪表上清晰的显示出来。要知道,在合资品牌这一级别的小型车中,你能见到的几乎都是机械指针仪表,传统的设计风格已经很难满足年轻人的用车需求了,液晶仪表的加入让飞度的内饰科技感得到了升华,整体可以用精致来形容。

  全新飞度车内采用了撞色的装饰,一键启动这项配置也变得更加智能化,德系竞争对手还采用传统的机械钥匙,飞度早已摒弃这一风格,再一次走在时代的前端。除此之外,驾驶员只需要在方向盘右侧点击巡航按钮,便可一键开启巡航模式,和前车的距离可以轻松调节,在高速行驶时,打开这项配置,可以让驾驶员的右脚得到不错的放松,和市面上那些没有巡航的车辆相比,可以大幅减少出行的疲惫感,可谓是配置上的一项重要升级。
  地球梦+自吸,成就飞度的辉煌
  说到动力,那就不得不提本田地球梦技术,全新飞度搭载了L15BU发动机,最大功率96kW,峰值扭矩155N·m,压缩比高达11.5,直喷DOHC、i-VTEC以及M-CVT,这套组合足以让飞度拥有非常出色的动力表现,加之较轻的自重,使得飞度在国内改装圈里也是非常重要的角色,很多车主买来用来下赛道,在国内不错的小型赛道的榜单中,飞度都能处于一个非常靠前的位置,可见这台发动机真的是名不虚传。都说飞度是买发动机送车,在我看来这都不对,在继续沿用这款发动机后,一个问题在我的脑海中一闪而过,飞度的运动属性究竟还有几成?我的答案是:十成。

  作为一款搭载自然进气的车型,飞度的油门响应非常直接,这也让飞度在山路中可以游刃有余的驾驶,即便在城市环路中,超车也丝毫没有拖泥带水的感觉。和传统的涡轮增压车型相比,在没有涡轮迟滞感后,你会发现驾驶飞度要比开那些涡轮增压车型更轻便。当发动机转速突破4000转之后,i-VTEC气门升程全部打开,进气量增大,可以明显感受到发动机后段的转速飙升更加迅速。i-VTEC的使用可以控制气门开启的角度,当i-VTEC全部打开后,飞度的进气量要相比传统的自然进气车型更大,这也就是飞度的1.5L发动机可以做到96kW的极限功率,这项数据已经可以堪比1.4T、1.5T发动机的账面数据了。

  第四代飞度搭载了M-CVT变速箱,运动版车型配备了换挡拨片,这无疑提升了驾驶乐趣,毕竟CVT想要有更多的运动氛围,加装拨片实现模拟换挡即可。这款变速箱可以模拟7个档位,当你正常驾驶时,CVT变速箱带来的极度平顺性非常友好,城市代步可盐可甜。不过当你上山激烈驾驶时想找点乐趣的话,在你每次使用拨片换挡后,换挡的冲击感非常明显,如同AT变速箱和双离合变速箱在激烈驾驶时的感觉,营造出来的运动氛围可谓非常到位,将一款小型车的精髓做到了极致。

  评价一款小型车好不好开,底盘悬架的标定非常重要,飞度GR9拥有一套比较出色的底盘标定。避震器的行程并没有想象中的那么长,在山路行驶时每一处的起伏都可以过滤掉,配合全新体感舒适座椅,整体的感觉非常贴合。在弯心处的侧向支撑比较到位,整车的车身刚性的增加,让飞度在山路里可谓是游刃有余,仿佛鱼儿见了水,尽情撒欢。

  除此之外,这一代车型NVH得到了明显的改善。NVH隔音材料强化让飞度的车内噪音可以有很好的控制,即便车速超过100km/h,车内静音达到了同级别出色的水平,行驶质感和舒适性甚至略有A级车的味道。
  写在最后:

  飞度作为国内乃至全球声名远扬的A0级车型,可以说是很多年轻人的第一辆车,他们有用来家用,有用来改装,有用来下赛道,可以说这个价位的车承载了这些年轻人当下的梦想。第四代飞度的到来可以说广汽本田用诚意将这款车提升到了一个新的起点,空间的优势、智能配置的增加、安全配置的融入,打消了很多消费者对全新飞度的质疑,路转粉已是必然,也可以理解为全新飞度正在向着下一个顶峰加速前进。


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