Обертання молекул води як рух сферичного маятника в неоднорідному полі сил

Abstract

Проведено розрахунки та проаналізовано особливості обертальних коливань молекул води на прикладі сферичного маятника в неоднорідному полі сил тяжіння. Показано, що зі збільшенням кута вигину водневих зв’язків та ступеня неоднорідності в цьому полі частота обертань зменшується. Оцінено неоднорідність поля сил для молекул води.

The calculations are performed and the features of water molecules’ rotational vibrations are analyzed on the example of spherical pendulum in a field of inhomogeneous attraction forces by the form F = G·cosn θ. It is shown that the increase of the of field inhomogeneity degree n and bend angle of hydrogen bonds θ causes decrease of rotational oscillation frequency in this field. At the same time the phase shift of ellipse trajectories’ axes increases. The inhomogeneity of the field forces for water molecules, which corresponds to the degree n ≈ 8 is estimated. This value may correspond to the resultant action of attraction and repulsion forces in Lennard – Jones’s potential. It is shown that for this degree of field inhomogeneity nearby the critical temperature of water, the conditions for the rapid growth of hydrogen bonds’ bends and breaks between the water molecules is observed.