Температура замерзания пресной и морской воды. Физические свойства морской воды. Замерзание солёной воды: Видео

Юным натуралистам всегда не дают покоя простые, казалось бы, вопросы. Вот при какой температуре обычно замерзает морская вода? Все знают, что нуля градусов недостаточно для превращения морской поверхности в хороший каток. Но при достижении какой температуры это происходит?

Из чего состоит морская вода?

Чем содержимое морей отличается от пресной воды? Разница не столь велика, но все же:

Гораздо больше солей.
Преобладают соли магния и натрия.
Незначительно отличается плотность, в пределах нескольких процентов.
На глубине может образовываться сероводород.

Основным компонентом морской воды, как бы предсказуемо это не звучало, является вода. Но в отличие от воды рек и озёр, в ней содержится большое количество хлоридов натрия и магния .

Солёность оценивается в 3.5 промилле, но чтобы было более понятно - в 3.5 тысячных процента от общего состава.

И даже эта, не самая внушительная цифра, обеспечивает воде не только специфический вкус, но и делает её непригодной для питья. Абсолютных противопоказаний нет, морская вода не является ядом или токсическим веществом и от пары глотков ничего страшного не случится. О последствиях можно будет говорить, если человек хотя бы на протяжении дня Также в состав морской воды входят:

Фтор.
Бром.
Кальций.
Калий.
Хлор.
Сульфаты.
Золото.

Правда, в процентном соотношении всех этих элементов намного меньше, чем солей.

Почему нельзя пить морскую воду?

Мы уже вскользь коснулись этой темы, давайте рассмотрим её чуть подробней. Вместе с морской водой в организм поступают два иона - магния и натрия.

Натрий	Магний
Участвует в поддержании водно-солевого баланса, один из основных ионов наряду с калием.	Основное воздействие идёт на центральную нервную систему.
При увеличении количества Na в крови происходит выход жидкости из клеток.	Очень медленно выводится из организма.
Нарушаются все биологические и биохимические процессы.	Переизбыток в организме приводит к поносу, усугубляющему дегидратацию.
Почки человека не способны справиться с таким количеством соли в организме.	Возможно развитие нервных расстройств, неадекватное состояние.

Нельзя сказать, что человеку не нужны все эти вещества, но потребности всегда укладываются в определённые рамки. Выпив несколько литров такой воды, вы уйдёте слишком далеко за их пределы.

Впрочем, на сегодняшний день острая необходимость в употреблении морской воды может возникнуть разве что у жертв кораблекрушений.

От чего зависит соленость морской воды?

Увидев чуть выше цифру 3.5 промилле , вы могли подумать, что это константа для любой морской воды на нашей планете. Но всё не так просто, солёность зависит от региона. Так уж вышло, что чем севернее расположен регион, тем больше это значение.

Юг же наоборот может похвастаться не такими уж солёными морями и океанами. Конечно же, во всех правилах есть свои исключения. Уровень содержания солей в морях обычно чуть ниже, чем в океанах.

С чем вообще может быть связано географическое деление? Неизвестно, исследователи принимают его как данность, есть и всё. Возможно, ответ следует искать в более ранних периодах развития нашей планеты. Не в те времена, когда зарождалась жизнь - значительно раньше.

Нам уже известно, что солёность воды зависит от наличия в ней:

Хлоридов магния.
Хлоридов натрия.
Прочих солей.

Возможно, в некоторых участках земной коры залежи этих веществ были несколько больше, чем в соседних регионах. С другой стороны, никто не отменял морские течения, рано или поздно общий уровень должен был уровняться.

Так что, скорее всего, небольшая разница связана с климатическими особенностями нашей планеты. Не самое безосновательное мнение, если вспомнить о морозах и учесть что именно вода с большим содержанием соли замерзает медленней.

Опреснение морской воды.

Касательно опреснения каждый слышал хоть немного, некоторые сейчас даже фильм «Водный мир» вспомнят. Насколько это реально, поставить в каждый дом по одному такому портативному опреснителю и навсегда забыть для человечества о проблеме питьевой воды? Всё ещё фантастика, а не наступившая реальность.

Всё дело в затраченной энергии, ведь для эффективной работы необходимы огромные мощности, никак не меньше атомного реактора. По такому принципу работает опреснительный завод в Казахстане. Идею подавали и в Крыму, вот только мощности севастопольского реактора не хватило для таких объёмов.

Полвека назад, до многочисленных ядерных катастроф, ещё можно было предположить, что мирный атом войдёт в каждый дом. Даже лозунг такой был. Но уже сейчас понятно, что никакого использования ядерных микро-реакторов:

В бытовой технике.
На промышленных предприятиях.
В конструкциях автомобилей и самолётов.
Да и вообще в городской черте.

В ближайшее столетие не предвидится. Наука может сделать очередной скачок и удивить нас, но пока это всё лишь фантазии и надежды беспечных романтиков.

При какой температуре может замерзнуть морская вода?

А вот на главный вопрос ответа пока не было. Уже узнали, что соль замедляет замерзание воды, выходит море покроется коркой льда не при нуле, а при минусовой температуре. Но насколько должны уйти в минус показатели термометров, чтобы выйдя из своих домов, жители прибрежных районов не услышали привычный шум прибоя?

Для определения этого значения есть специальная формула, сложная и понятная только для специалистов. Зависит она от основного показателя - уровня солёности . Но раз у нас есть среднее значение по этому показателю, можем ли мы и среднюю температуру замерзания найти? Да, конечно.

Если у вас нет необходимости высчитывать всё до сотой, для конкретно взятого региона, запомните температуру в -1.91 градус .

Может показаться, что разница не так уж велика, всего два градуса. Но во время сезонных колебаний температуры это может сыграть огромную роль там, где термометр падает не ниже 0. Было бы всего на 2 градуса прохладнее, обитатели той же Африки или Южной Америки смогли бы увидеть лёд у берега, а так - увы. Впрочем, не думаем, что они сильно огорчаются от такой потери.

Несколько слов о мировом океане.

А как обстоит дело с океанами, запасами пресной воды, уровнем загрязнённости? Попробуем выяснить:

Океаны всё ещё стоят на месте, ничего с ними не случилось. В последние десятилетия наблюдают подъём уровня воды. Возможно это цикличное явление, а может действительно ледники тают.
Пресной воды тоже более чем хватает, панику насчёт этого поднимать рановато. Если случится очередной всемирный конфликт, на этот раз с применением ядерного оружия, может и будем как в «Безумном Максе» молиться на спасительную влагу.
Последний пункт очень любят защитники природы. И спонсирования добиться не так уж сложно, конкуренты всегда оплатят чёрный пиар, особенно когда речь идёт о нефтедобывающих компаниях. А ведь именно они наносят основной урон водам морей и океанов. Контролировать добычу нефти и внештатные ситуации не всегда представляется возможным, а последствия каждый раз катастрофичны.

Но у мирового океана есть одно преимущество над человечеством. Он постоянно обновляется, а его реальные возможности по самоочищению оценить очень сложно. Скорее всего он сможет пережить человеческую цивилизацию и увидит её закат во вполне приемлемом состоянии. Ну а дальше у воды будут миллиарды лет на то, чтобы очиститься от всех «подарочков».

Даже сложно представить, кому надо знать, при какой температуре замерзает морская вода. Общеобразовательный факт, но кому он действительно пригодится на практике - это вопрос.

Видео-эксперимент: замораживаем морскую воду

В таблице представлены теплофизические свойства раствора хлористого кальция CaCl 2 в зависимости от температуры и концентрации соли: удельная теплоемкость раствора, теплопроводность, вязкость водных растворов, их температуропроводность и число Прандтля. Концентрация соли CaCl 2 в растворе от 9,4 до 29,9 %. Температура, при которой приведены свойства определяется содержанием соли в растворе и находится в диапазоне от -55 до 20°С.

Хлорида кальция CaCl 2 может не замерзать до температуры минус 55°С . Для достижения этого эффекта концентрация соли в растворе должна быть 29,9%, а его плотность составит величину 1286 кг/м 3 .

При увеличении концентрации соли в растворе увеличивается не только его плотность, но и такие теплофизические свойства, как динамическая и кинематическая вязкость водных растворов, а также число Прандтля. Например, динамическая вязкость раствора CaCl 2 с концентрацией соли 9,4 % при температуре 20°С равна 0,001236 Па·с, а при увеличении концентрации хлорида кальция в растворе до 30% его динамическая вязкость увеличивается до значения 0,003511 Па·с.

Следует отметить, что на вязкость водных растворов этой соли наиболее сильное влияние оказывает температура. При охлаждении раствора хлорида кальция с 20 до -55°С его динамическая вязкость может увеличиться в 18 раз, а кинематическая — в 25 раз.

Даны следующие теплофизические свойства раствора CaCl 2 :

, кг/м 3 ;
температура замерзания °С;
динамическая вязкость водных растворов, Па·с;
число Прандтля.

Плотность раствора хлористого кальция CaCl 2 в зависимости от температуры

В таблице указаны значения плотности раствора хлористого кальция CaCl 2 различной концентрации в зависимости от температуры.
Концентрация хлорида кальция CaCl 2 в растворе от 15 до 30 % при температуре от -30 до 15°С. Плотность водного раствора хлористого кальция увеличивается при снижении температуры раствора и увеличением в нем концентрации соли.

Теплопроводность раствора CaCl 2 в зависимости от температуры

В таблице представлены значения теплопроводности раствора хлористого кальция CaCl 2 различной концентрации при отрицательных температурах.
Концентрация соли CaCl 2 в растворе от 0,1 до 37,3 % при температуре от -20 до 0°С. По мере роста концентрации соли в растворе его теплопроводность снижается.

Теплоемкость раствора CaCl 2 при 0°С

В таблице представлены значения массовой теплоемкости раствора хлористого кальция CaCl 2 различной концентрации при 0°С. Концентрация соли CaCl 2 в растворе от 0,1 до 37,3 %. Следует отметить, что с повышением концентрации соли в растворе, его теплоемкость снижается.

Температура замерзания растворов солей NaCl и CaCl 2

В таблице приведена температура замерзания растворов солей хлористого натрия NaCl и кальция CaCl 2 в зависимости от концентрации соли. Концентрация соли в растворе от 0,1 до 37,3 %. Температура замерзания солевого раствора определяется концентрацией соли в растворе и для хлорида натрия NaCl может достигать значения минус 21,2°С для эвтектического раствора.

Необходимо отметить, что раствор хлористого натрия может не замерзать до температуры минус 21,2°С , а раствор хлористого кальция не замерзает при температуре до минус 55°С .

Плотность раствора NaCl в зависимости от температуры

В таблице представлены значения плотности раствора хлористого натрия NaCl различной концентрации в зависимости от температуры.
Концентрация соли NaCl в растворе от 10 до 25 %. Значения плотности раствора указаны при температуре от -15 до 15°С.

Теплопроводность раствора NaCl в зависимости от температуры

В таблице даны значения теплопроводности раствора хлористого натрия NaCl различной концентрации при отрицательных температурах.
Концентрация соли NaCl в растворе от 0,1 до 26,3 % при температуре от -15 до 0°С. По данным таблицы видно, что теплопроводность водного раствора хлорида натрия снижается по мере роста концентрации соли в растворе.

Удельная теплоемкость раствора NaCl при 0°С

В таблице представлены значения массовой удельной теплоемкости водного раствора хлористого натрия NaCl различной концентрации при 0°С. Концентрация соли NaCl в растворе от 0,1 до 26,3 %. По данным таблицы видно, что с повышением концентрации соли в растворе, его теплоемкость снижается.

Теплофизические свойства раствора NaCl

В таблице представлены теплофизические свойства раствора хлористого натрия NaCl в зависимости от температуры и концентрации соли. Концентрация хлорида натрия NaCl в растворе от 7 до 23,1 %. Необходимо отметить, что при охлаждении водного раствора хлорида натрия его удельная теплоемкость меняется слабо, теплопроводность снижается, а значение вязкости раствора увеличивается.

Даны следующие теплофизические свойства раствора NaCl :

плотность раствора, кг/м 3 ;
температура замерзания °С;
удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
динамическая вязкость раствора, Па·с;
кинематическая вязкость раствора, м 2 /с;
коэффициент температуропроводности, м 2 /с;
число Прандтля.

Плотность растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl 2 в зависимости от концентрации при 15°С

В таблице представлены значения плотности растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl 2 в зависимости от концентрации. Концентрация соли NaCl в растворе от 0,1 до 26,3 % при температуре раствора 15°С. Концентрация хлорида кальция CaCl 2 в растворе находится в диапазоне от 0,1 до 37,3 % при его температуре 15°С. Плотность растворов хлорида натрия и кальция растет при увеличении содержания в нем соли.

Коэффициент объемного расширения растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl 2

В таблице даны значения среднего коэффициента объемного расширения водных растворов хлористого натрия NaCl и кальция CaCl 2 в зависимости от концентрации и температуры.
Коэффициент объемного расширения раствора соли NaCl указан при температуре от -20 до 20°С.
Коэффициент объемного расширения раствора хлорида CaCl 2 представлен при температуре от -30 до 20°С.

Источники:

Данилова Г. Н. и др. Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1976.- 240 с.

3.2. МОРСКОЙ ЛЕД

Все наши моря, за редким исключением, зимой покрываются льдом различной мощности. В связи с этим в одной части моря навигация в холодную половину года затрудняется, в другой прекращается и может осуществляться только с помощью ледоколов. Таким образом, замерзание морей нарушает нормальную работу флота и портов. Поэтому для более квалифицированной эксплуатации флота, портов и морских сооружений необходимы определенные знания физических свойств морского льда.

Морская вода, в отличии от пресной, не имеет определенной точки замерзания. Температура, при которой начинают образовываться кристаллы льда (ледяные иглы), зависит от солености морской воды S . Опытным путем установлено, что температуру замерзания морской воды можно определить (рассчитать) по формуле: t 3 = -0,0545S. При солености 24,7% температура замерзания равна температуре наибольшей плотности морской воды (-1,33°С). Это обстоятельство (свойство морской воды) позволило разделить по степени солености морскую воду на две группы. Вода с соленостью меньшей 24,7% называется солоноватой и при охлаждении сначала достигает температуры наибольшей плотности, а затем замерзает, т.е. ведет себя как пресная, у которой температура наибольшей плотности 4° С. Вода с соленостью больше 24,7°/00 называется морской.

Температура при наибольшей плотности ниже температуры замерзания. Это ведет к возникновению конвективного перемешивания, задерживающего замерзание морской воды. Замерзание замедляется также и из-за осолонения поверхностного слоя воды, которое наблюдается при появлении льда, так как при замерзании воды только часть солей, растворенных в ней, остается во льду, значительная же их часть остается в воде, увеличивая ее соленость, а следовательно, и плотность поверхностного слоя воды, тем самым понижая температуру замерзания. В среднем соленость морского льда в четыре раза меньше солености воды.

Как же происходит образование льда в морской воде, имеющей соленость 35°/00 и температуру замерзания -1,91° С? После того, как поверхностный слой воды охладится до указанной выше температуры, плотность его увеличится и вода будет опускаться вниз, а более теплая вода из нижележащего слоя будет подниматься вверх. Перемешивание будет продолжаться до тех пор, пока температура всей массы воды верхнего деятельного слоя не понизится до -1,91° С. Затем, после некоторого переохлаждения воды ниже температуры замерзания, на поверхности начинают появляться кристаллы льда (ледяные иглы).

Ледяные иглы образуются не только на поверхности моря, но и во всей толще перемешанного слоя. Постепенно ледяные иглы смерзаются, образуя на поверхности моря ледяные пятна, напоминающие по виду застывшее сало . По цвету оно мало чем отличается от воды.

При выпадении снега на поверхности моря процесс льдообразования ускоряется, так как при этом поверхностный слой опресняется и охлаждается, кроме того, в воду вводятся готовые ядра кристаллизации (снежинки). Если температура воды ниже 0°С, то снег не тает, а образует вязкую кашеобразную массу, называемую снежурой . Сало и снежура под действием ветра и волн сбивается в куски белого цвета, называемые шугой . При дальнейшем уплотнении и смерзании начальных видов льда (ледяные иглы, сало, шуга, снежура) на поверхности моря образуется тонкая, эластичная корка льда, легко прогибающаяся на волне и при сжатии образующая зубчатые наслоения, называемая ниласом . Нилас имеет матовую поверхность и толщину до 10 см, подразделяется на темный (до 5 см) и светлый (5-10 см) нилас.

Если поверхностный слой моря сильно опреснен, то при дальнейшем охлаждении воды и спокойном состоянии моря в результате непосредственного замерзания или из ледяного сала поверхность моря покрывается тонкой блестящей коркой, называемой склянкой . Склянка прозрачна, как стекло, легко ломается при ветре или волне, толщина ее до 5 см.

На легкой волне из ледяного сала, шуги или снежуры, а также в результате разлома склянки и ниласа при большой зыби образуется так называемый блинчатый лед . Он имеет преимущественно круглую форму от 30 см до 3 м в диаметре и приблизительно до 10 см толщины, с приподнятыми краями вследствие удара льдин одна о другую.

В большинстве случаев льдообразование начинается у берега с появления заберегов (ширина их 100-200 м от берега), которые, постепенно распространяясь в море, переходят в припай. Забереги и припай относятся к неподвижному льду, т. е. ко льду, который образуется и остается неподвижным вдоль побережья, где он прикреплен к берегу, ледяной стене, к ледяному барьеру.

Верхняя поверхность молодого льда в большинстве случаев гладкая или слегка волнистая, нижняя, наоборот, очень неровная и в некоторых случаях (при отсутствии течений) похожа на щетку из ледяных кристаллов. В течение зимы толщина молодого льда постепенно увеличивается, поверхность его покрывается снегом, а цвет за счет стекания из него рассола меняется от серого до белого. Молодой лед толщиной 10-15 см называется серым , а толщиной 15-30 см - серо-белым . При дальнейшем нарастании толщины льда лед приобретает белый цвет. Морской лед, просуществовавший одну зиму и имеющий толщину от 30 см до 2 м, принято называть белым однолетним льдом , который подразделяется на тонкий (толщина от 30 до 70 см), средний (от 70 до 120 см) и толстый (более 120 см).

В районах Мирового океана, где лед не успевает растаять за лето и с начала следующей зимы начинает вторично нарастать и к концу второй зимы толщина его увеличивается и составляет уже более 2 м, называется двухлетним льдом . Лед, просуществовавший более двух лет, называется многолетним , толщина его более 3 м. Он имеет зеленовато-голубой цвет, а при большой примеси снега и пузырьков воздуха, имеет беловатый цвет, стекловидного вида. Со временем опресненный и уплотненный сжатиями многолетний лед приобретает голубой цвет. Морские льды по их подвижности разделяют на неподвижный лед (припай) и дрейфующий лед.

Дрейфующий лед по форме (размерам) подразделяют на блинчатый лед, ледяные поля, мелкобитый лед (кусок морского льда менее 20 м в поперечнике), тертый лед (битый лед менее 2 м в поперечнике), несяк (большой торос или группа торосов, смерзшихся вместе, высотой над уровнем моря до 5 м), сморозь (смерзшиеся в ледяное поле куски льда), ледяная каша (скопление дрейфующего льда, состоящее из обломков других форм льда не более 2 м в поперечнике). В свою очередь ледяные поля, в зависимости от горизонтальных размеров, подразделяются на:

Гигантские ледяные поля, более 10 км в поперечнике;

Обширные ледяные поля, от 2 до 10 км в поперечнике;

Большие ледяные поля, от 500 до 2000 м в поперечнике;

Обломки ледяных полей, от 100 до 500 м в поперечнике;

Крупнобитый лед, от 20 до 100 м в поперечнике.

Очень важной характеристикой для судоходства является сплоченность дрейфующего льда. Под сплоченностью понимается отношение площади морской поверхности, фактически покрытой льдом, к общей площади поверхности моря, на которой располагается дрейфующий лед, выраженное в десятых долях.

В СССР принята 10-балльная шкала сплоченности льда (1 балл соответствует 10% покрытой льдом площади), в некоторых зарубежных странах (Канаде, США)-8-балльная.

По сплоченности дрейфующий лед характеризуется так:

1. Сжатый дрейфующий лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого составляет 10/10 (8/8), и воды не видно.

2. Смерзшийся сплошной лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого составляет 10/10 (8/8), и льдины смерзлись вместе.

3. Очень сплоченный лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого больше 9/10, но меньше 10/10 (от 7/8 до 8/8).

4. Сплоченный лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого от 7/10 до 8/10 (от 6/8 до 7/8), состоящий из льдин, большинство которых соприкасается друг с другом.

5. Разреженный лед. Дрейфующий лед, сплоченность которого составляет от 4/10 до 6/10 (от 3/8 до 6/8), с большим числом разводий, льдины обычно не соприкасаются одна с другой.

6. Редкий лед. Дрейфующий лед, в котором сплоченность составляет от 1/10 до 3/10 (от 1/8 до 3/8), и пространство чистой воды преобладает над льдом.

7. Отдельные льдины. Большая площадь воды, в которой имеется морской лед сплоченностью менее 1/10 (1/8). При полном отсутствии льда эту площадь следует называть чистая вода.

Дрейфующие льды под влиянием ветра и течений находятся в постоянном движении. Всякая перемена ветра над районом, покрытым дрейфующим льдом, вызывает изменения в распреде- лении льда: тем больше, чем сильнее и продолжительнее действие ветра.

Многолетние наблюдения над ветровым дрейфом сплоченного льда показали, что дрейф льда находится в прямой зависимости от ветра, вызвавшего его, а именно: направление дрейфа льда отклоняется от направления ветра приблизительно на 30° в северном полушарии вправо, а в южном - влево, скорость дрейфа связана со скоростью ветра ветровым коэффициентом, равным приблизительно 0,02 (r = 0,02).

В табл. 5 приведены вычисленные значения скорости дрейфа льда в зависимости от скорости ветра.

Таблица 5

Дрейф отдельных льдин (мелких айсбергов, их обломков и небольших ледяных полей) отличается от дрейфа сплоченного льда. Скорость его больше, так как ветровой коэффициент возрастает от 0,03 до 0,10.

Скорость перемещения айсбергов (в Северной Атлантике) при свежих ветрах колеблется от 0,1 до 0,7 уз. Что же касается угла отклонения их движения от направления ветра, то он составляет 30-40°.

Практика ледового плавания показала, что самостоятельное плавание обычного морского судна возможно при сплоченности дрейфующего льда 5-6 баллов. Для крупнотоннажных судов со слабым корпусом и для старых судов предел сплоченности 5 баллов, для судов среднего тоннажа, находящихся в хорошем состоянии,-6 баллов. Для судов ледового класса этот предел может быть повышен до 7 баллов, а для ледокольных транспортных судов - до 8-9 баллов. Указанные пределы проходимости дрейфующего льда выведены из практики для средне- тяжелого льда. При плавании в тяжелых многолетних льдах эти пределы следует снизить на 1-2 балла. При хорошей видимости плавание во льдах сплоченностью до 3 баллов возможно для судов любого класса.

В случае необходимости следовать через район моря, покрытый дрейфующим льдом, необходимо иметь в виду, что легче и безопасней входить в кромку льда против ветра. Входить в лед при попутном или боковом ветре опасно, так как создаются условия навала на лед, что может привести к повреждению борта судна или его скуловой части.

Вперед
Оглавление
Назад

Если вы заметили, то в море вода замерзает при температуре значительно ниже нуля градусов. Почему так происходит? Все зависит от концентрации в ней соли. Чем ее больше, тем ниже температура замерзания. В среднем, увеличение солености воды на два промилле понижает температуру ее замерзания на одну десятую градуса. Вот и посудите сами, какой должна быть температура окружающего воздуха, чтобы на поверхности моря, с соленостью воды 35 промилле, образовался тонкий слой льда. Как минимум, должно быть два градуса мороза.

То же Азовское море, с соленостью воды 12 промилле, замерзает при температуре минус 0,6 градуса. При этом примыкающий к нему Сиваш остается незамерзшим. Все дело в том, что соленость его воды составляет 100 промилле, а значит, для образования здесь льда необходимо не менее шести градусов мороза. Чтобы льдом покрылась поверхность Белого моря, где уровень солености воды достигает 25 промилле, нужно чтобы температура понизилась до минус 1,4 градуса.

Самое удивительное в том, что в охлажденной до минус одного градуса морской воде, снег не таит. Он просто продолжает в ней плавать, до тех пор, пока не превратится в кусок льда. Но попадая в охлажденную пресную воду, он тут же таит.

Процесс замерзания морской воды имеет свои особенности. Вначале начинают формироваться первичные ледяные кристаллы, которые невероятно похожи на тоненькие прозрачные иглы. Соль в них отсутствует. Она выдавливается из кристаллов и остается в воде. Если собрать такие иголки, и растопить в какой — нибудь посуде, то мы получим пресную воду.

Каша из ледяных иголок, внешне похожая на огромное жирное пятно, плавает на поверхности моря. Отсюда и ее оригинальное название – сало. При дальнейшем понижении температуры сало смерзается, образуя гладкую и прозрачную ледяную корку, которая носит название нилас. В отличие от сала, нилас содержит соль. Она появляется в нем в процессе смерзания сала и захватывания иголками, капелек морской воды. Это довольно хаотичный процесс. Именно поэтому соль в морском льде распределяется неравномерно, как правило, в виде отдельных вкраплений.

Ученые выяснили, что количество соли в морском льде зависит от температуры окружающего воздуха, которая имела место в момент его образования. При небольшом морозе скорость образования ниласа низкая, иглы захватывают мало морской воды, отсюда и соленость льда невысокая. При большом морозе ситуация прямо противоположная.

При таянии морского льда из него, в первую очередь, выходит соль. В результате, он постепенно становится пресным.

Морская вода, в отличие от пресной, не имеет определенной точки замерзания, но она всегда ниже 0°С. Температура замерзания морской воды зависит от ее солености: чем больше соленость, тем ниже температура замерзания. Так, при средней для океана солености 35 % вода замерзает при -1,9°С, а при солености 40% — при -2,2°С. В Черном море, например, где соленость от 15 до 20%, лед появляется при охлаждении воды от -0,8 до -1,1°С.

Когда морская вода охладится до температуры замерзания соответственно своей солености, начинается образование кристаллов льда (замерзание) . При замерзании содержащиеся в морской воде соли не входят в состав кристаллов образовавшегося льда, так как температура замерзания солевого раствора значительно ниже (например, температура замерзания попаренной соли -21°С) . Поэтому большая часть солей выпадает в незамерзающую подледную воду, а некоторое се количество вмерзает в лед в виде мелких капель крепкого раствора солей, существенно влияющих на физико-химические и механические свойства морского льда. Чем ниже температура, при которой замерзает вода, тем больше капель рассола остается в морском льду и тем, следовательно, больше его соленость. Соли, выпадающие в процессе замерзания морской воды в поверхностный слой, увеличивают его соленость, что понижает температуру замерзания.

Температура наибольшей относительной плотности и температура замерзания морской воды с увеличением солености понижаются. При солености 24,7% обе температуры становятся одинаковыми: -1,33°С. Воды, соленость которых меньше 24,7 %, называются солоноватыми, температура их наибольшей плотности выше температуры замерзания. Поэтому процесс замерзания воды соленостью меньше 24,7 % происходит так же, как и пресной воды: сначала вода достигает температуры наибольшей плотности при данной солености, затем точки замерзания.

У воды соленостью более 24,7% температура самой высокой плотности всегда ниже температуры замерзания, поэтому до самого момента замерзания плотность морской воды с понижением температуры увеличивается, и верхние охлажденные слои воды (как более тяжелые) опускаются вниз; на поверхность поднимаются менее плотные и более теплые воды, что затрудняет льдообразование. В связи с этим в морях и океанах пода замерзает только после длительных осенних холодов, когда вся толща воды, охваченная вертикальной циркуляцией (конвекцией) , охладится до температуры замерзания.

Пресная вода имеет наибольшую плотность при +4°С и начинает замерзать при 0°С. В пресноводном бассейне после охлаждения воды до +4°С дальнейшее охлаждение поверхностного ее слоя происходит очень быстро. Вода здесь становится легче нижележащих вод, что исключает перемешивание, следовательно, и поднятие на поверхность более теплых водных масс из глубины. Лед, образовавшийся из пресной воды, представляет собой однородную массу ледяных кристаллов, в которую вкраплены пузырьки воздуха и различные твердые частицы, находившиеся в воде.