17 Билет 1 вопрос

Физические свойства

Солёность. При замерзании морской воды вследствие разных скоростей роста кристаллов и их смерзаемости между ними образуются полости, которые заполняются вкраплениями морской воды, называемой рассолом. С понижением температуры все больше воды из рассола вымерзает, в результате чего концентрация рассола увеличивается и температура его замерзания становится равной температуре окуржающего чистого льда.

Плотность льда. Соотношение компонентов морского льда состоящего из кристаллов пресного льда, рассола, пузырьков воздуха и различных посторонних примесей, не остаётся постоянным и зависит как от условий его образования, так и от происходящих в нём процессов. Всё это сказывается на средней плотности льда. Однако наибольшее влияние на площадь льда оказывает наличие пузырьков воздуха или, другими словами, его пористость, поскольку плотность пузырьков воздуха почти в 1000 раз меньше плотности льда. Порсистость определяется как отношение объёма льда с пузырьками к объёму льда без пузырьков и выражается в процентах. Содержанеие воздуха в морском льду может изменятся от 4 до 8-13%. Наименьшее влияние на плотность льда оказывает его солёность и температура. При повышении солёности плотность льда повышается. При понижении температуры уменьшается.

Теплопроводность. На практитке обычно используется удельная теплопроводность морского льда, представляющая собой количество тепла, которая проходит через единичную поверхность за единицу времени при единичном градиенте температуры. Теплопроводность пресного льда зависит прежде всего от его температуры и пористости. При отстуствии во льду пузырьков воздуха при понижении температуры теплопроводность льда увеличивается. С увеличением пористости темплопроводность уменьшается. Содержащися в морском льду рассол несколько уменьшает его теплопроводность.

Теплоёмкость. Под удельной теплоёмкостью льда понимают количество теплоты, которое нужно сообщиь единице массы льда, чтобы его температура изменилась на 1оС. Теплоёмкость пресного льда равна 2,12Дж/(г*оС) и сравнительно слабо уменьшается с понижением температуры. Теплоёмкость же морского льда очень сильно зависит от температуры, при измененнии которой в нём меняется соотношение твёрдой и жидкой фаз.

Теплота плавления. Это количество тепла необходимое для плавления одного грамма морского льда при данной температуре и солёности. Оно складывается из тепла, расходуемого непосредственно на плавление чистого льда, содержащегося в морском, и тепла, расходуемого на повышение температуры льда и рассола до температуры плавления всего морского льда. При одной и той же солёности теплота плавление растёт с понижением температуры. При фиксированной температуре с увеличением солёности теплота плавления уменьшается причём особенно существенно при значениях температуры льда, близких к нулю.

Под механическми свойствами льда понимают его способность сопротивляться воздействию на него внешних факторов. Эти силы вызывают изменение первоначального состояния льда, т.е. деформируют лёд, и обычно выражаются через напряжение, т.е. силу, отнесённую к единице площади.

Выделяют несколько характерных типов деформации:

- Растяжение. Когда под действием мнешних сил происходит удлинение образца льда, а деформация определяется относительным удлинением этого образца.

- Сжатие. Когда под действием нених сил происходит сжатие льда. Выражается через относительное сжатие

- Сдвиг. Когда под действием сил происходит сдвиг слоёв льда относительно друг-друга на некоторый угол.

- Изгиб. Представляющий сложную форму деформации при которой часть слоёв изгибаемого образца льда растягивается, а другая часть сжимается.

Механические свойства морского льда определяются степенью его солености, температурой, плотностью, структурой и др. Морской лед, по сравнению с пресноводным, отличается большей упругостью и пластичностью. Под действием волн или под влиянием колебаний уровня воды он свободно изгибается, повторяя их очертания. Прочность льда, величина допустимой нагрузки на лед зависят от его толщины, температуры, солености и др.

С понижением температуры воздуха твердость значительно возрастает. Так, твердость пресного льда при 0°С близка к твердости каменной соли, при — 30°С равна твердости плавикового шпата, а при —50 °С — гранита. Поэтому при низких температурах применение кирок, ломов, лопат, пил для разрушения льда не эффективно. Одновременно с твердостью при понижении температуры увеличивается хрупкость льда. Во время сильных морозов лед легко раскалывается с сильным треском на большие глыбы даже при сравнительно слабых ударах. Обычно прочность морского льда составляет одну треть прочности пресного льда той же толщины.

В Мировом океане образуются льды, отличающиеся по происхождению, видам, форме, размеру, возрасту, состоянию поверхности и подвижности.