что бывает твердым и жидким одновременно
Открыто новое состояние вещества: твердое и жидкое одновременно
Как выяснилось, металлический калий может быть одновременно и твердым, и жидким. Весь секрет в том, чтобы подвергнуть его экстремально высокой температуре при невероятном давлении — и вуаля, кусок калия превращается в аномалию. «Это все равно что держать губку, полную воды, которая начинает сочиться при малейшем надавливании. Единственное отличие в том, что в нашем случае и сама «губка» состоит из наполняющей ее жидкости», поясняет физик Андреас Херманн из Эдинбургского университета Адаму Манну в интервью National Geographic.
Сам по себе калий устроен весьма просто. Однако именно простые вещества обычно скрывают в себе массу секретов. Так, например, ученые выяснили, что под высоким давлением натрий, который обычно хорошо проводит ток, внезапно теряет это свойство. А вот литий наоборот становится сверхпроводником — надо лишь присовокупить к высокому давлению низкую температуру.
Схема организации калия в переходном состоянии
Предыдущие эксперименты с калием при высоком давлении показали, что его атомы организуются в сложное расположение: пять атомных трубок образуют квадратную формацию — четыре по углам и одна в середине; кроме того, четыре цепочки атомов при этом связаны между собой. При нагревании цепи исчезают, и исследователи считают, что калий при этом переходит из упорядоченного в неупорядоченное состояние.
Для того, чтоб в точности выяснить механику этого процесса, исследователи подключили к работе мощные компьютеры и создали симуляцию, в которой участвуют одновременно 20 000 атомов калия. Выяснилось, что когда давление и температура достаточно высоки — около 2−4 гигапаскалей — атомы калия располагаются в виде взаимосвязанных цепочек и решеток. Они остаются упорядоченными в температурном диапазоне от 126,9°C до 526,9°C, но при более интенсивном нагреве буквально «тают», обретая неупорядоченное, жидкое состояние.
Новое состояние окрестили «фазой расплава цепи». Считается, что оно может существовать в самых разных материалах, включая натрий и висмут — достаточно лишь подобрать правильные условия.
Основные агрегатные состояния вещества
Агрегатные состояния вещества
Чтобы разобраться с тем, какими бывают агрегатные состояния, предлагаю по ходу чтения статьи заполнять таблицу.
Агрегатные состояния
Свойства
Расположение молекул
Расстояние между молекулами
Движение молекулы
Лед, вода и водяной пар — это все три агрегатных состояния одного вещества. Лед — твердое состояние, вода — жидкая, пар — газообразное. Для каждого вещества существует три состояния.
Твердое состояние
Его очень легко представить — это любой предмет, который мы встречаем в жизни. В этом состоянии тело сохраняет форму и объем. Расстояние между молекулами, приблизительно равно размеру самих молекул, которые, в свою очередь, расположены очень структурированно.
Такая структура называется кристаллической решеткой — из-за четкой структуры молекулам сложно двигаться, и они просто колеблются около своих положений.
Заполняем нашу табличку
Агрегатные состояния
Свойства
Расположение молекул
Расстояние между молекулами
Движение молекулы
сохраняет форму и объем
в кристаллической решетке
соотносится с размером молекул
колеблется около своего положения в кристаллической решетке
Жидкое состояние
В этом состоянии сохраняется объем, но не сохраняется форма. Например, если перелить молоко из кувшина в стакан, то молоко, имевшее форму кувшина, примет форму стакана. Кстати, в корове у молока тоже была другая форма.
Расстояние между молекулами в жидком состоянии чуть больше, чем в твердом, но все равно невелико. При этом частицы не собраны в кристаллическую решетку, а расположены хаотично. Молекулы почти не двигаются, но при нагревании жидкости делают это более охотно.
Вспомните, что происходит, если залить чайный пакетик холодной водой — он почти не заваривается. А вот если налить кипяточку — чай точно будет готов.
Агрегатные состояния
Свойства
Расположение молекул
Расстояние между молекулами
Движение молекулы
сохраняет форму и объем
в кристаллической решетке
соотносится с размером молекул
колеблется около своего положения в кристаллической решетке
близко друг к другу
малоподвижны, при нагревании скорость движения молекул увеличивается
Газообразное состояние
В жизни мы встречаем газообразное состояние вещества, когда чувствуем запахи. Запах очень легко распространяется, потому что газ не имеет ни формы, ни объема (он занимает весь предоставленный ему объем), состоит из хаотично движущихся молекул, расстояние между которыми больше, чем размеры молекул.
Агрегатные состояния
Свойства
Расположение молекул
Расстояние между молекулами
Движение молекулы
сохраняет форму и объем
в кристаллической решетке
соотносится с размером молекул
колеблется около своего положения в кристаллической решетке
близко друг к другу
малоподвижны, при нагревании скорость движения молекул увеличивается
занимают предоставленный объем
больше размеров молекул
хаотичное и непрерывное
С агрегатными состояниями разобрались, ура! Но до сих пор неясно, каким образом у каждого вещества их целых три, и как одно переходит в другое. Для этого узнаем, что такое фазовые переходы.
Фазовые переходы: изменение агрегатных состояний вещества
При изменении внешних условий (например, если внутренняя энергия тела увеличивается или уменьшается в результате нагревания или охлаждения) могут происходить фазовые переходы — изменения агрегатных состояний вещества.
Фазовые переходы интересны тем, что все живое не Земле существует лишь благодаря тому, что вода умеет превращаться в лед или пар. С кристаллизацией, плавлением, парообразованием и конденсацией связаны многие процессы металлургии и микроэлектроники.
На схеме — названия всех фазовых переходов:
Переход из твердого состояния в жидкое — плавление;
Переход из жидкого состояния в твердое — кристаллизация;
Переход из газообразного состояния в жидкое — конденсация;
Переход из жидкого состояния в газообразное — парообразование;
Переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое — сублимация;
Переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое — десублимация.
График фазовых переходов
Если взять процесс превращения льда в воду, воды — в пар, и обратные действия, то мы получим очень информативный график.
Разбираемся по шагам. Сначала взяли лед, конечно, при отрицательной температуре, потому что при нуле лед начинает плавиться. Нагрели лед до температуры плавления (до 0 градусов).
После того, как лед нагрелся до температуры плавления, он начинает плавиться. Плавление происходит при постоянной температуре тем дольше длится, чем больше масса плавящегося вещества. Еще этот процесс зависит от свойств самого вещества, но об этом немного позже.
Расправившись вещество уже в жидком состоянии снова начинает нагреваться, и температура увеличивается, пока не достигает температуры кипения. В данном случае нагревается вода — это значит, что ее температура кипения равна 100 градусам Цельсия.
При 100 градусах вода кипит, пока не выкипит целиком. В данном случае процесс аналогично плавлению происходит при постоянной температуре. Данный процесс нельзя путать с испарением, потому что парообразование происходит при конкретной температуре, а испарение — при любой.
Далее полученный пар нагревается, но путем нагревания невозможно дойти до другого фазового перехода — можно пойти только обратно.
Первый шаг в обратную сторону — охлаждение до температуры кипения.
Дойдя до температуры кипения (в данном случае 100 градусов), пар начинает переходить в жидкое состояние. Этот процесс также происходит при постоянной температуре.
Сконденсировавшись, вода охлаждается, пока не начнет замерзать.
Кристаллизуется (замерзает) вода при той же температуре, что и плавится лед — 0 градусов. Кристаллизация также происходит при постоянной температуре.
После кристаллизации лед охлаждается.
С нагреванием и охлаждением все совсем просто — мы либо передаем теплоту телу (веществу), и оно идет на увеличение температуры, либо тело отдает тепло и охлаждается.
В остальных процессах температура не меняется. Это связано с тем, что количество теплоты не всегда зависит от температуры. Формулы для всех процессов выглядят так:
Нагревание
Охлаждение
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
m — масса [кг]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
Плавление
Кристаллизация
Q — количество теплоты [Дж]
λ — удельная теплота плавления вещества [Дж/кг]
m — масса [кг]
Парообразование
Конденсация
Q — количество теплоты [Дж]
L — удельная теплота парообразования вещества [Дж/кг]
m — масса [кг]
Решение задач по фазовым переходам
С теорией разобрались — а теперь давайте практиковаться!
Задачка раз. Температура медного образца массой 100 г повысилась с 20 °С до 60 °С. Какое количество теплоты получил образец? Удельную теплоёмкость меди считать равной 380 Дж/(кг умножить на °С)
Q = 380 * 0,1*(60-20) = 1520 Дж
Ответ: образец получил 1520 Дж
Задачка два. Какое количество теплоты необходимо для плавления 2,5 т стали, взятой при температуре плавления? Удельная теплота плавления стали λ=80кДж/кг. Теплопотерями пренебречь.
80 кДж/кг = 80000 Дж/кг
Q = 80000*2500 = 200 000 000 Дж = 200 МДж
Ответ: для плавления 2,5 т стали необходимо 200 МДж теплоты.
Сублимация и десублимация
Мы уже рассказали про такие процессы, как сублимация и десублимация.
Примерчики из жизни🤓
Про принтеры. Цветные принтеры (только не лазерные) печатают путем сублимации. Вот как это работает: частицы краски быстро переходят из твердого состояния в газообразное и оседают на бумаге — так получается цветная картинка.
Рисуночки на окнах. Если вы решите проехаться на автобусе в холодную погоду — увидете на стеклах чудесные узоры. Из-за огромной разницы температур между улицей и автобусом, мы можем наблюдать процесс десублимации в виде красивых рисунков на стеклах. Иней образуется похожим способом — резкое похолодание приводит к десублимации воздуха.
Влажность воздуха: испарение и конденсация
Такие процессы, как испарение и конденсация, становятся более логичными и простыми, если их рассмотреть на примере влажности воздуха.
Влажность воздуха говорит нам о том, сколько в воздухе содержится водяного пара. Любое количество пара в воздух не запихнешь, поэтому, во-первых, его там очень мало, а во-вторых, при избыточном количестве водяного пара происходит конденсация — это когда образуется роса.
Как влажность влияет на человека
Для человека влажность очень важна, потому что мы состоим из воды на 90%. Если окружающей среде нечего испарять, она будет испарять нас. Поэтому при низкой влажности мы чувствуем сухость во рту, а при высокой — волосы впитывают влагу, разбухают и начинают виться. На этом принципе построены некоторые гигрометры — приборы для измерения влажности. Они так и называются — волосяные гигрометры. Только внутри не человеческий волос, а конский, но принцип от этого не меняется.
При высокой влажности холод и тепло воспринимаются более чувствительно. Это связано с потливостью человека при высокой температуре. Такой механизм помогает нам бороться с жарой, но при высокой влажности пот не может испариться. При испарении пота мы теряем избыточное тепло, а в данном случае этого не происходит.
При низкой влажности происходит нечто похожее. Как ни странно, в мороз мы тоже потеем (намного меньше, но все-таки это происходит). Если влажность на улице низкая, то пот испарится из-под куртки и нам будет комфортно, а при высокой влажности — он там задержится и будет проводить тепло наружу, забирая у нас драгоценные Джоули тепла. Поэтому зимой в Петербурге холоднее, чем в Москве.
Влажностью можно управлять. Существуют мешочки с шариками адсорбентами, которые кладут в коробки с обувью, чтобы впитать лишнюю влагу. Чтобы окна не запотевали, можно насыпать в рамы соль, которая также впитает влагу. А если вам наоборот нужно больше влаги — берем увлажнитель воздуха (классная вещь!): он добавляет в воздух водяной пар.
Новое в блогах
Калий способен быть одновременно твёрдым и жидким
Сотрудники Эдинбургского университета обнаружили, что калий может существовать в твердом и жидком состояниях одновременно: такого результата специалистам удалось добиться, воздействовав на вещество посредством экстремального давления и высокой температуры.
Известно, что материя способна принимать разные формы, и большинство из нас знакомы с основными тремя ее состояниями: твердым, жидким и газообразным. Теперь ученые впервые обнаружили, что материя может существовать одновременно в двух из этих состояний. В частности, при определенных условиях металл калий может быть твердым и жидким одновременно — такого состояния специалистам удалось добиться, воздействовав на вещество посредством экстремальных давления и температуры.
«Это все равно что держать губку, наполненную водой, которая начинает капать, за исключением того, что губка также состоит из воды», — комментирует открытие соавтор исследования, физик Андреас Херманн (Andreas Hermann) из Эдинбургского университета. Сама статья с результатами работы опубликована в журнале PNAS.
Необычное состояние калия может существовать в условиях, обнаруженных в мантии Земли, но элемент, как правило, не находится в чистом виде и связан с другим материалом.
Атомы калия под высоким давлением организуются в более сложную формацию / © Physical Review B
Калий — довольно простое вещество на микроскопическом уровне. Этот металл имеет чистую, несложную кристаллическую решетчатую структуру в своей твердой форме. Но в экстремальных условиях с простыми металлами могут происходить необычные вещи. Так, при давлении, в 20 тысяч раз превышающем давление на поверхности Земли, натрий превращался из серебристого вещества в прозрачный материал, который не проводил электричество, а скорее препятствовал его течению. Исследуя натрий с помощью рентгеновских лучей, ученые обнаружили, что его атомы приняли сложное кристаллическое образование вместо простого. В свою очередь, литий при высоком давлении и низкой температуре становится сверхпроводником.
Предыдущие эксперименты с калием при высоком давлении показали, что его атомы организуются в более сложную формацию — пять цилиндрических трубок, организованных в крестообразной форме, с четырьмя длинными цепями на изгибах, — почти как два отдельных и не пересекающихся друг с другом материала.
По словам Херманна, каким-то образом эти атомы калия решили разделиться на две слабо связанные подрешетки. Когда же ученые значительно повысили температуру и взглянули на вещество с помощью рентгена, то обнаружили, что четыре цепочки исчезли. Исследователи назвали это «переходом плавления цепи», который, как считается, происходит при переходе цепей калия из упорядоченного в неупорядоченное состояние.
Чтобы попытаться выяснить, почему это происходит, специалисты использовали мощные компьютерные симуляции для наблюдения за поведением около 20 тысяч атомов калия в экстремальных условиях. Когда давление и температура достаточно высоки — около двух-четырех гигапаскалей, — атомы калия располагаются в виде взаимосвязанных цепочек и решеток. Химические взаимодействия между атомами решетки достаточно сильны, поэтому остаются упорядоченным твердым веществом при температуре от 400 до 800 кельвинов, однако вместе с тем цепочки тают в неупорядоченном жидком состоянии.
Команда ученых называет новое агрегатное состояние «фазой расплавленной цепи» и полагает, что она может существовать и в других материалах, включая натрий и висмут, при определенных условиях, которые, вероятно, отличаются от условий, необходимых для создания этого состояния у калия.
«Калий считается одним из самых простых металлов, которые мы знаем, но, если его сжать, он образует очень сложные структуры. Мы показали, что это необычное, но стабильное состояние — частично твердое и частично жидкое, — а воссоздание его в других материалах может получить самое широкое применение», — утверждает Херманн.
Физики открыли новое состояние материи. Она может быть твердой и жидкой одновременно!
Группа физиков Эдинбургского университета открыла новое агрегатное состояние материи. Раньше считалось, что материя может быть твердой, жидкой и газообразной, однако ученые впервые установили, что она может находиться одновременно в двух из этих состояний.
Читайте «Хайтек» в
Физики под руководством Андреаса Херманна установили, что металлический калий может быть твердым и жидким одновременно, если применить к нему экстремальные давление и температуру. Тогда калий будет твердым, но при этом расплавленным.
Это все равно, что держать губку, наполненную водой, которая начинает из нее капать. А сама губка тоже состоит из воды!
Физик Андреас Херманн
Калий имеет чистую кристаллическую решетчатую структуру в твердом состоянии. Однако в экстремальных условиях с простыми металлами случаются странные процессы, например, проводящий металлический натрий становится изолятором при высоком давлении. Литий становится сверхпроводником при высоком давлении и низкой температуре.
Эксперименты с калием показали, что при высоком давлении его атомы организуются в сложное расположение: пять трубок атомов в квадратной формации, четыре по углам и одна в середине, и четыре цепочки атомов связаны между собой.
При нагревании цепи исчезают. Исследователи назвали это переходом плавления цепи, который, как считается, происходит при переходе цепей калия из упорядоченного в неупорядоченное состояние.
Разработанная компьютерная модель из 20 тыс. атомов калия показала, что при высоких давлениях и температурах (около 4 ГПа) атомы калия располагаются в виде взаимосвязанных цепочек и решеток. При этом химические взаимодействия между атомами решетки являются очень сильными, поэтому они остаются упорядоченным твердым веществом при температуре до 550 °С. Но между тем, цепочки тают в неупорядоченном жидком состоянии.
Твёрдое и жидкое одновременно. Интересное состояние вещества.
Новость, вроде, свежая. Прочёл на «популярной механике», внизу будет ссылка на статью.
Как выяснилось, металлический калий может быть одновременно и твердым, и жидким. Весь секрет в том, чтобы подвергнуть его экстремально высокой температуре при невероятном давлении — и вуаля, кусок калия превращается в аномалию.
«Это все равно что держать губку, полную воды, которая начинает сочиться при малейшем надавливании. Единственное отличие в том, что в нашем случае и сама «губка» состоит из наполняющей ее жидкости», поясняет физик Андреас Херманн из Эдинбургского университета Адаму Манну в интервью National Geographic.
Сам по себе калий устроен весьма просто. Однако именно простые вещества обычно скрывают в себе массу секретов. Так, например, ученые выяснили, что под высоким давлением натрий, который обычно хорошо проводит ток, внезапно теряет это свойство. А вот литий наоборот становится сверхпроводником — надо лишь присовокупить к высокому давлению низкую температуру.
Предыдущие эксперименты с калием при высоком давлении показали, что его атомы организуются в сложное расположение: пять атомных трубок образуют квадратную формацию — четыре по углам и одна в середине; кроме того, четыре цепочки атомов при этом связаны между собой. При нагревании цепи исчезают, и исследователи считают, что калий при этом переходит из упорядоченного в неупорядоченное состояние.
Для того, чтоб в точности выяснить механику этого процесса, исследователи подключили к работе мощные компьютеры и создали симуляцию, в которой участвуют одновременно 20 000 атомов калия. Выяснилось, что когда давление и температура достаточно высоки — около 2−4 гигапаскалей — атомы калия располагаются в виде взаимосвязанных цепочек и решеток. Они остаются упорядоченными в температурном диапазоне от 126,9°C до 526,9°C, но при более интенсивном нагреве буквально «тают», обретая неупорядоченное, жидкое состояние.
Новое состояние окрестили «фазой расплава цепи». Считается, что оно может существовать в самых разных материалах, включая натрий и висмут — достаточно лишь подобрать правильные условия.
У меня друг в ответ на эту новость ответил:а как же говно?
История Земли за 24 часа
Мы часто рассуждаем про далекий космос, неведомые миры и непостижимые законы, забывая обращать внимание на то, что рядом – наш дом. Давайте исправим эту оплошность и поговорим про старушку Землю. Именно старушку – вы сейчас поймете, насколько она не молода. Наша планета существует треть времени жизни Вселенной и за это время повидала немало. Чтобы не путаться в огромных цифрах, давайте сравним историю Земли с сутками.
Итак, 4 миллиарда 567 миллионов лет назад запустились наши образные 24 часа – молодая звезда по имени Солнце оставила после своего рождения тот еще беспорядок. Пространство было заполнено плотным газом и пылью, образующими вращающийся вокруг нового светила протопланетный диск. Области диска с бОльшим количеством вещества притягивали к себе газ и пыль, наращивая массу и становясь все плотнее. С ростом массы зарождающаяся планета, как снежный ком, притягивала больше вещества.
Прошло всего 6 минут (20 миллионов лет), а наша Земля превратилась из протопланеты в самостоятельный объект молодой Солнечной системы. Да уж, она точно не была похожа на тихую голубую планету, какой мы видим ее сейчас. Это был настоящий ад: вся поверхность Земли была раскалена и расплавлена. Один сплошной океан лавы, в который непрерывно что-то сыпалось из космоса. Планета то и дело сталкивалась с маленькими и большими космическими телами. Есть мнение, что одно из таких столкновений привело к появлению Луны в 00:12 часов по нашему образному времени.
К 3 часам утра планета остыла достаточно, чтобы на ней начал конденсироваться пар, образуя гидросферу. Тут и там начали появляться моря, температура которых доходила до +90°С. Тяжелая бомбардировка метеоритами уже почти завершилась и примерно в это же время на Земле начала появляться примитивная жизнь. Планета все еще не выглядела дружелюбной: кипящие моря и лавовые реки не кончались. Непрерывный вулканизм выбрасывал тонны вещества из недр, наполняя атмосферу углекислым газом, азотом и водяным паром.
В промежутке между 03:00 и 05:30 появляются первые доядерные организмы – прокариоты. У этих примитивных одноклеточных нет даже ядра, но они успешно населяют остывающую планету, которая все больше становится пригодной к жизни. К 09:20 появляется полноценная земная кора, способная формировать континенты. В это же время бактерии познали, что такое фотосинтез. Благодаря этому атмосфера медленно начала наполняться кислородом. Но таким новшеством бактерии сами себя загнали в ловушку, изменив облик Земли до неузнаваемости.
Уже в 11 часов утра случилась так называемая Кислородная катастрофа. Бактерии увеличили концентрацию кислорода и уменьшили количество метана и углекислого газа, которые создавали парниковый эффект. Температура опустилась настолько, что буквально вся Земля превратилась в один большой снежный шар. Лед был даже на экваторе. Гуронское оледенение – так назвали этот период, закончилось лишь в час дня, продлившись 300 миллионов лет. С началом потепления произошел скачок в эволюции, и у простейших появилось ядро в клетке. Наступила эпоха эукариотов.
Долгое время на Земле царило великое затишье. С 14:30 до 20:15 не происходило абсолютно ничего. Ученые назвали этот период «скучный миллиард». Он начался 1,8 миллиарда лет назад и закончился 720 миллионов лет назад. В эволюции жизни не происходили очевидные скачки, да и климат оставался одинаковым на протяжении всего этого времени. Идиллию нарушил очередной ледниковый период, который опять произошел из-за повышения уровня кислорода. Продлился он недолго: начавшаяся в 20:40 вулканическая деятельность вновь запустила парниковый эффект, что спровоцировало дальнейшую эволюцию жизни.
Дальше счет идет «на минуты»:
21:48 – образуются Уральские горы, появляются первые земноводные.
22:07 – первые деревья и семена. Это дало возможность растениям быстро распространиться по всей суше. Появились первые пресмыкающиеся.
22:25 – произошло самое массовое вымирание за всю историю жизни на Земле. За 20 тысяч лет исчезло 95% всех видов растений и животных на суше и в океане. Ученые до сих пор не могут установить причину этой катастрофы. На восстановление разнообразия жизни ушло более 30 миллионов лет. Но исчезновение одних видов, дало возможность развития других.
22:40 – появляются первые динозавры.
22:56 – первые сумчатые млекопитающие. Расцвет эпохи динозавров.
23:03 – суперконтинент Пангея разделился на два континента – Лавразию и Гондвану. Начался дрейф материков.
23:12 – первые птицы.
23:18 – первые цветковые растения.
23:39 – произошла еще одна катастрофа – вымирание динозавров.
23:42 – первые парнокопытные и древние киты.
23:52 – появление первых человекообразных обезьян.
…За 80 секунд до полуночи появляются австралопитеки, за 15 секунд – предки добывают огонь, а за 4 секунды – появляется человек разумный, который всего за 0,3 секунды до конца суток успевает населить Северную и Южную Америку.
Начался новый день. Сегодняшний день. Что он нам принесет? Поживем – увидим.
Пошла первая секунда.
Поставьте лайк, если задумались, что динозавры вымерли всего 20 минут назад и подписывайтесь, если еще не с нами.
Космос – это интересно!
Тайна снежинок (Veritasium)
Какие тайны скрывает процесс образования снежинок, обеспечивающий такое широкое разнообразие форм и сложность узора? Как выращивать снежинки в лабораторных условиях, влияя всего на два параметра: температуру и влажность, чтобы приблизиться к пониманию того, как работает формообразование кристаллов льда?
Ответ на пост «Правда ли, что сосудосуживающие препараты вызывают привыкание?»
Правда ли, что сосудосуживающие препараты вызывают привыкание?
И многие врачи, и пациенты уверены, что слишком долгий приём сосудосуживающих спреев и капель ведёт к привыканию. Мы решили проверить, имеет ли эта идея под собой медицинское обоснование.
(Спойлер для ЛЛ: да, вызывают привыкание. Вплоть до необходимости хирургического вмешательства)
Контекст. О таком побочном эффекте препаратов пишут специализированные СМИ, сайты отоларингологических клиник и сами пациенты. Последние жалуются, что длительный приём сосудосуживающих препаратов вызывает такую зависимость, что для нормального носового дыхания им требуется в десять, а то и большее число раз превышать рекомендованную суточную дозу. Многие также сообщают о психологической зависимости от препаратов, вынуждающей их идти за спреем или каплями в аптеку даже посреди ночи.
Все сосудосуживающие препараты содержат одно из следующих веществ либо их комбинацию: нафазолин, оксиметазолин, ксилометазолин, фенилэфрин. В этом материале мы не будем использовать торговые названия спреев и капель, а ограничимся лишь их действующим веществом. Чтобы соотнести конкретный спрей для носа с одним из них, достаточно обратиться к разделу «Действующее вещество» в бумажной инструкции или изучить информацию о препарате, например, на сайте «Справочник лекарственных препаратов Видаль». Сосудосуживающие препараты в широком смысле называются деконгестантами. По статистике, до 30% взрослых и до 40% детей испытывают регулярные проблемы с носовым дыханием и прибегают к использованию деконгестантов.
Носовые раковины пронизаны большим количеством капилляров и венозных сосудистых мешочков. Такой объём циркулирующей крови необходим для согревания и увлажнения вдыхаемого воздуха. Соответственно, при возникновении отёка вследствие заболевания или аллергии носовое дыхание значительно затрудняется. Введение местных сосудосуживающих, как понятно из их названия, сужает просвет сосудов, уменьшает объём слизистой и делает носовые ходы более свободными для вдоха и выдоха. В России препараты сосудосуживающей группы относятся к безрецептурным лекарственным средствам, что делает их препаратами первого выбора в лечении различных простуд и снятии симптомов аллергических заболеваний.
В случае долгосрочного и значительного превышения дозы сосудосуживающих спреев и капель у пациента развивается медикаментозный ринит. Термин принят как в русскоязычном, так и в англоязычном поле, при этом отсутствует в МКБ-10 и не планируется ко вводу в МКБ-11. Так как медикаментозный ринит сопровождается атрофией, то есть омертвением слизистой, чаще всего его кодируют как «атрофический ринит». Сама по себе атрофия — истончение слизистой — приводит к ещё большей заложенности носа, следовательно, пациенту требуется постоянно повышать дозу для достижения всё более короткого периода нормализации носового дыхания. Помимо возникновения медикаментозного ринита, превышение дозировок сосудосуживающих препаратов может приводить к таким осложнениям, как тромбозы ветвей артерии сетчатки, желудочковая аритмия, предобморочные состояния и даже инсульты.
Хотя диагноз медикаментозного ринита и отсутствует в МКБ, существует достаточно исследований, доказывающих его существование и прямую связь со злоупотреблением деконгестантами. Ещё в 1996 году учёные набрали группу здоровых добровольцев: одна часть из них получала на протяжении месяца спрей с оксиметазолином, другая — с хлоридом бензалкония (антимикробным препаратом без сосудосуживающего эффекта), а третья — плацебо. Через 28 дней использования спреев первая группа показала значительное ухудшение состояния слизистой, а также выше оценила субъективную заложенность носа и проблемы с носовым дыханием.
Другая группа исследователей собрала образцы тканей носовых раковин у 22 пациентов, пользующихся ксилометазолином на регулярной основе, и сравнила с десятью образцами тканей людей, не использовавших сосудосуживающие препараты с этим действующим веществом. Во всех 22 образцах была выявлена плоскоклеточная метаплазия — структурное изменение, характеризующееся замещением реснитчатого эпителия многослойным плоским эпителием. То есть один тип клеток буквально погиб и был заменён другим, не предназначенным для обеспечения функций дыхания.
Проблема медикаментозного ринита достаточно распространена: согласно статистике, от 1% до 9% всех обращений в отоларингологические клиники связаны с медикаментозным ринитом. При этом, отмечают специалисты, цифры точно ниже реального количества имеющих зависимость от капель, так как многие пациенты не считают подобную зависимость проблемой, требующей обращения к специалисту.
При этом есть и хорошие новости — медикаментозный ринит полностью излечим и обратим. Для избавления от зависимости используется как консервативное лечение кортикостероидными и антигистаминными препаратами, так и хирургическое — например, вазотомия, рассечение сосудов, и конхотомия, иссечение части поражённой слизистой оболочки механически или методом лазерной или криодеструкции. Оперативное лечение проводится по выбору пациента под местной или общей анестезией, во многих случаях — амбулаторно, то есть госпитализация не требуется. Хирургическое вмешательство обеспечивает долговременную нормализацию носового дыхания при условии отказа от злоупотребления сосудосуживающими препаратами.
Таким образом, превышение суточных доз сосудосуживающих препаратов или приём, превышающий по длительности рекомендованный, действительно приводит к формированию зависимости от препарата, определяемой как субъективно пациентом, так и объективно врачом при исследовании структуры тканей носовых раковин. Такие патологические изменения именуются медикаментозным ринитом. Однако они обратимы, существуют эффективные терапевтические способы лечения, а в сложных случаях оправдано хирургическое вмешательство, значительно облегчающее жизнь пациенту.
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте. Традиционно уточняю, что в сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла), а в день обычно публикуем не больше двух постов.
Девятой планете быть?
Британский астроном Майкл Рован-Робинсон из Имперского колледжа Лондона обнаружил потенциальную новую планету Солнечной системы
Она тяжелее Земли в 3-5 раз.
Он изучил снимки космической обсерватории IRAS и обратил внимание на объект на окраине Солнечной системы, который может оказаться неуловимой планетой Икс.
Как отметил Рован-Робинсон, параметрам гипотетической планеты Икс соответствует только один объект, присутствующий на снимках IRAS. Если обнаруженный объект на самом деле окажется девятой планетой Солнечной системы, то расстояние между этой планетой и Солнцем составляет от 225 до 250 расстояний между Землей и Солнцем. При этом, планета примерно в три-пять раз массивнее Земли.
Планета Икс — гипотетическое небесное тело, которое, согласно некоторым предположениям, может существовать на окраине Солнечной системы. Несколько лет назад планетологи из США Константин Батыгин и Майкл Браун сообщили, что обнаружили следы планеты Икс — расчеты ученых показали, что таинственная планета, удаленная от светила на 100 миллиардов километров, имеет размеры Нептуна или Урана.
Поиски неуловимой планеты пока что не привели ученых к четким результатам, однако Майкл Рован-Робинсон заявляет, что его открытие может оказаться той самой планетой Икс. Астроном говорит, что небесное тело не было обнаружено до сих пор из-за того, что оно вращается вокруг Солнца по сильно наклоненной орбите.
Ввиду развернувшейся в комментариях дискуссии
Ученый искал эту планету почти 30 лет.
Далее из его работы
В 1980-х годах уже давно существовал интерес к тому, что в то время считалось десятой планетой, Планетой X. Оказалось, что на орбите Нептуна есть необъяснимые обломки. Хотя они были намного меньше, чем обломки на орбите Урана, благодаря которым Ле Веррье и Адамс открыли Нептун, они побудили Томбо к поиску новой планеты. Что привело к открытию в 1930 году того, что мы теперь знаем как карликовую планету Плутон. Быстро стало ясно, что Плутон слишком мал, чтобы объяснить обломки на орбите Нептуна, и поэтому возможность существования десятой планеты оставалась (полный исторический обзор и ссылки см. в Батыгин и др. (2019)).
В 1983 году, работая над подготовкой каталога точечных источников IRAS, я предпринял систематический поиск Планеты X в данных IRAS. Поиск оказался безуспешным, хотя удалось обнаружить комету Боуэлла (Walker и Роуэн-Робинсон 1984). Забавно, что недопонимание, которое произошло на брифинге научной группы IRAS, проведенного старшими сотрудниками НАСА, привело к тому, что в 1983 году в прессе появилась информация о том, что IRAS открыл десятую планету. (см. Rowan-Robinson 2013 для подробного описания того, как возникло это недоразумение).
Интерес к Планете X вновь вспыхнул в конце 1980-х годов
(Harrington 1988, Seidelmann and Harrington 1988, Jackson and Killen 1988, Neuhauser and Feitzinger 1991) и Королевское астрономическое общество организовало дискуссионную встречу в 1991 году по теме «Динамика Солнечной системы и Планета X». Я представил отчет о моих поисках в IRAS и пришел к выводу, что я на 70% уверен, что Планеты X не существует. Цифра 70% относилась к области неба, в которой я смог провести свои исследования IRAS. Отчеты об этой встрече были представлены Моррисоном (1992) и Кроссуэллом (1991).
Впоследствии повторное измерение массы Нептуна выявило отсутствие нептунианских объектов (Standish 1992). Отсутствие отклонений от орбит космических аппаратов «Пионер» и «Вояджер» показывает, что ни одна неизвестная массивная планета Солнечной системы не находится в плоскости эклиптики.
Луман (2014) использовал данные WISE, чтобы установить жесткие ограничения для объектов с массой Сатурна или Юпитера массы объектов в Солнечной системе до 28 000 и 82 000 АЕ (астрономических единиц), соответственно.
Открытие десятков новых карликовых планет в течение последующих двадцати лет привело как к пересмотру определения
Плутона как карликовой планеты, так и к их потенциал в поиске возможных далеких массивных планет на сильно наклоненных орбитах.
Батыгин и Браун (2016) и Браун и Батыгин (2016), развивая идею Трухильо и Шеппарда (2014), предположили, что планета массой в несколько десятков земных масс на наклонной и эксцентричной орбите на расстоянии 280-1000 АЕ может объяснить выравнивание орбит карликовых планет пояса Койпера.
Поскольку эта планета была значительно более удаленной, чем Планета X,
которую я искал в 1983 году, я подумал, что стоит повторить мой поиск в IRAS и определить количественно, каковы ограничения для такого объекта. Фиенга и другие (2016), Холман и Пейн (2016), Иорио (2017), Миллхолланд и Лафтон (2017), Medvedev et al (2017), Caceres and Gomes (2018), Brown and Batygin (2019), Batygin et al (2019) и Fienga и др. (2020), дали дополнительные динамические ограничения на орбиту Планеты 9. В частности, Фиенга и другие (2016) используя данные радиолокации Кассини пересматривают параметры возможной планеты с орбиты Показать полностью 1