
- •11.Физические свойства морской воды и их значение в океанологии.
- •III группа: свойства, важные для физических, геологических и биологических процессов
- •21.Источники поступления и поведение основных компонентов химического состава в морской воде.
- •22.Соленость Мирового океана и ее распределение.
- •23.Влияние солености на физические свойства морской воды
- •24.Основные гидрологические данные в судовых океанологических наблюдениях
- •25.Единицы и точность измерений. Ошибки и интерполяция данных
11.Физические свойства морской воды и их значение в океанологии.
Необходимо знать свойства простой воды. К ним относятся теплоемкость, скрытая теплота парообразования и плавления, вязкость и некоторые другие характеристики. Вода может существовать в жидком, твердом и газообразном состояниях.
/ группа: свойства, влияющие на земной климат и океанскую биосферу
Удельная теплоемкость. 1 кал тепла изменяет температуру 1 г чистой воды на 1 °С; выше, чем у других широко распространенных в природе веществ. Обладая способностью поглощать и высвобождать большое количество тепловой энергии, вода смягчает резкие колебания климата на Земле. Благодаря этому же свойству температура в океане изменяется в узких пределах и большинство морских организмов являются холоднокровными.
Скрытая теплота парообразования. 1 г нагретой до кипения чистой воды нужно сообщить 540 кал, чтобы превратить ее в пар. Из-за того что это огромное количество тепла является принадлежностью воды в парообразной фазе, перенос пара в атмосфере играет определяющую роль в переносе в полярные районы избытка тепла, образующегося при поглощении солнечной радиации в тропиках. Процесс высвобождения этого скрытого тепла обеспечивает энергию для образования тропических циклонов, тайфунов и ураганов.
Скрытая теплота плавления. Чтобы превратиться в лед, 1 г чистой воды при точке замерзания должен потерять 80 кал. Когда океанические течения выносят лед из полярных областей, теплота плавления «остается» на месте. По этой причине лед играет важную роль в концентрации тепловой энергии, переносимой вокруг земного шара. Что касается биосферы, то ледяная поверхность служит «крышей» и «полом» для самых разных организмов — от птиц до моржей.
Теплопроводность. Наибольшая среди всех широко распространенных в природе жидкостей. На молекулярном уровне тепло передается через воду примерно в сто раз быстрее, чем соли. Эта разница в скорости обеспечивает существование уникального механизма перемешивания, называемого двойной диффузией, благодаря которому массы воды в толще океана обмениваются теплом и солями.
// группа: свойства, важные для химических и биологических процессов
Растворяющая способность и электрическая прочность. Молекула воды является диполем, который способствует диссоциации многих соединений. Ее высокая электрическая прочность дает возможность отдельным элементам существовать в свободном виде. Морская вода представляет собой «решетку» из молекул воды с многочисленными сольватированиыми ионами и неорганическими комплексами. С точки зрения биологов, морская вода со всеми растворенными в ней веществами — это питательный «бульон» для микроскопических организмов, растительных и животных.
Поверхностное натяжение. Наибольшее среди всех распространенных в природе жидкостей. Из-за того что большинство морских растений и многие из морских животных (простейшие) представляют собой одноклеточные организмы, взвешенные в морской воде, они потребляют нужные им химические вещества через мембрану, которая отделяет ткани тела от окружающего их «бульона»; поверхностное натяжение воды существенно влияет на эти процессы.
Прозрачность и показатель преломления. Вследствие высокой электрической прочности вода легко поглощает электромагнитное излучение на всех длинах волн, за исключением видимого диапазона. Окно прозрачности воды попадает на длины волн, соответствующие зелено-голубому свету, т. е. те, которые отвечают пику в спектре излучения Солнца. Поэтому растения в океанах могут обитать примерно до 100-м глубины. Кроме того, некоторые морские организмы выработали способность к биолюминесценции в этом же окне прозрачности, а их глаза приобрели наибольшую чувствительность по отношению к этому же зелено-голубому свету.