лед

ЛЕД

Твердая фаза воды, мономинеральная горная порода. Известно 10 кристаллических модификаций Л. и аморфный Л. На рис. 1 показана фазовая диаграмма воды, демонстрирующая, при каких температурах и давлениях устойчива та или иная модификация. В таблице приведены данные о структурах и некоторых свойствах модификаций Л.

[s]image_88.png[/s]

_{Рис. 1. Фазовая диаграмма воды.}

В природе обнаружена лишь модификация Л. I. Модификации Л. II, III и V длительное время сохраняются при атмосферном давлении, если температура не превышает —170°С. При нагревании примерно до —150°С они превращаются в кубический Л. Ic, не показанный на диаграмме, т. к. о его стабильности ничего неизвестно. Другой способ получения Л. Ic — конденсация водяных паров на подложку, охлажденную до —120°С. При конденсации паров на более холодной подложке образуется аморфный Л. Обе эти формы Л. могут самопроизвольно переходить в обычный Л. I, причем этот процесс ускоряется при повышении температуры. Л. IV представляет собой метастабильную фазу в зоне устойчивости Л. V. Л. IV образуется легче и, возможно, стабилен, если давлению подвергается тяжелая вода. Кривая плавления Л. VII исследована до давления 20 ГПа, при этом давлении он плавится при температуре 400°С. Л. VIII является низкотемпературной упорядоченной формой Л. VII. Л. IX — метастабильная фаза, возникающая при переохлаждении Л. III и по существу представляющая его низкотемпературную форму (рис. 2). На диаграмме рис. 1 пунктиром обозначены некоторые из линий метастабильных равновесий.

[s]image_90.png[/s]

_{Рис. 2. Поверхность "давление — удельный объем — температура" для разных модификаций льда и воды.}

[s]image_89.png[/s]

Природный Л. модификации Л. I обычно значительно чище воды, т. к. растворимость веществ (KpoMeNH₄F) во Л. очень плохая. Л. может содержать механические примеси — твердые частицы, капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. При длительных статических нагрузках и под действием собственной массы Л. обладает текучестью. Зависимость между установившейся скоростью течения и напряжением у поликристаллического Л. гиперболическая — показатель степени в уравнении увеличивается с ростом напряжения. Скорость течения Л. прямо пропорциональна энергии активации и обратно пропорциональна абс. температуре, так что с понижением температуры Л. приближается к абс. твердому телу. В среднем при близкой к таянию температуре текучесть Л. в 10⁶ раз выше, чем у горных пород, с чем связано движение ледников и ряд других природных явлений. Под влиянием поверхностной энергии кристаллов и энергии упруго-напряженных связей кристаллической решетки, возникающей при деформировании, Л. подвергается перекристаллизации в твердой фазе (рекристаллизация) и временами переходит в жидкую фазу (режеляция) или парообразную (сублимация). Большинство физических свойств Л. анизотропно. О свойствах Л. см. отдельные статьи: механические, оптические, реологические, термические, электрические свойства льда.

_{В. М. Котляков}

Источник: Толковый словарь по гляциологии на Gufo.me

лед

Значения в других словарях