свойства морского льда
СВОЙСТВА МОРСКОГО ЛЬДА
Свойства льда, обусловленные его минерализацией, т. е. содержанием в нем солей в твердом виде и особенно в виде рассола. Количество рассола во льду тесно связано с температурой замерзания морской воды и самого рассола. Его концентрация всегда соответствует его точке замерзания, которая понижается с увеличением концентрации рассола. При понижении температуры льда происходит замерзание части рассола до тех пор, пока его точка замерзания не станет равной температуре льда. При повышении температуры часть льда, окружающего ячейки с рассолом, тает, и концентрация последнего понижается до тех пор, пока его точка замерзания не достигнет равновесия с новой температурой льда. В табл.1 и 2 приведены связи хлорности, солености рассола и температуры замерзания морской воды по последним данным.
Количество рассола в морском льду увеличивается с ростом температуры и минерализации, которая точнее выражается через хлорность, т. к. хлориды кристаллизуются при —23 °С1 а многие другие соли — при более высоких температурах (около —8 и —2 °С). Количество рассола в морском льду показано в табл. 3. Плотность морского льда при отсутствии в нем газовых включений зависит не только от плотности чистого льда, но и от плотности рассола, которая растет с понижением температуры за счет увеличения его минерализации, а также от количества чистого льда, выделяющегося из рассола или тающего. Поэтому плотность морского льда имеет точку минимума при определенной температуре, функционально связанной с минерализацией рассола. Соответственно и коэф. теплового расширения морского льда меняет свой знак.
[s]image_195.png[/s]
Таблица 2
[s]image_196.png[/s]
Таблица 3
[s]image_197.png[/s]
Эффективная теплоемкость морского льда слагается не только из тепла, расходуемого на нагревание чистого льда, но и на нагревание рассола и выкристаллизовавшихся солей, а также из тепла, необходимого для фазовых переходов рассола и твердых солей. Поэтому эффективная теплоемкость морского льда в значительной степени зависит от его температуры и минерализации. При этих условиях понятие о теплоте образования и таяния льда теряет физический смысл, однако можно оценить количество тепла, потребное для превращения воды в лед с той же температурой или для таяния льда при условии равенства температур льда и воды.
Содержание рассола в морском льду понижает его прочность и сказывается на других механических свойствах, таких, как модуль упругости, коэф. трения и пр.
В. Л. Цуриков
