Temperatura smrzavanja slatke i morske vode. Fizikalna svojstva morske vode. Zamrzavanje slane vode: Video

Mlade prirodoslovce uvijek progone naizgled jednostavna pitanja. Na kojoj se temperaturi obično smrzava morska voda? Svi znaju da nula stupnjeva nije dovoljno da se morska površina pretvori u dobro klizalište. Ali na kojoj se temperaturi to događa?

Od čega se sastoji morska voda?

Po čemu se sadržaj mora razlikuje od slatke vode? Razlika nije tako velika, ali ipak:

Mnogo više soli.
Prevladavaju soli magnezija i natrija.
Gustoća se malo razlikuje, unutar nekoliko postotaka.
Sumporovodik se može formirati na dubini.

Glavni sastojak morske vode, koliko god to zvučalo predvidljivo, je voda. Ali za razliku od vode rijeka i jezera, to sadrži velike količine natrijevih i magnezijevih klorida.

Salinitet se procjenjuje na 3,5 ppm, ali da budemo jasniji - na 3,5 tisućinke postotka ukupnog sastava.

Pa čak i ova, ne najimpresivnija brojka, daje vodi ne samo specifičan okus, već je čini neprikladnom za piće. Nema apsolutnih kontraindikacija, morska voda nije otrov ni otrovna tvar i od par gutljaja neće se dogoditi ništa loše. O posljedicama će se moći govoriti ako osoba barem tijekom dana.Također, sastav morske vode uključuje:

Fluor.
Brom.
Kalcij.
Kalij.
Klor.
Sulfati.
Zlato.

Istina, postotak svih ovih elemenata je mnogo manji od soli.

Zašto ne možete piti morsku vodu?

Već smo se ukratko dotakli ove teme, pogledajmo je malo detaljnije. Zajedno s morskom vodom u tijelo ulaze dva iona - magnezij i natrij.

Natrij	Magnezij
Sudjeluje u održavanju ravnoteže vode i soli, jedan od glavnih iona uz kalij.	Glavni učinak je na središnji živčani sustav.
S povećanjem količine Na U krvi, tekućina napušta stanice.	Iz tijela se eliminira vrlo sporo.
Svi biološki i biokemijski procesi su poremećeni.	Višak u tijelu dovodi do proljeva, pogoršavajući dehidraciju.
Ljudski bubrezi nisu u stanju nositi se s tolikom količinom soli u tijelu.	Moguć je razvoj živčanih poremećaja i neadekvatnog stanja.

Ne može se reći da čovjek ne treba sve te tvari, ali potrebe uvijek stanu u određeni okvir. Nakon što popijete nekoliko litara ove vode, otići ćete predaleko izvan njihovih granica.

Međutim, danas se prijeka potreba za pitkom morskom vodom može javiti samo među žrtvama brodoloma.

Što određuje salinitet morske vode?

Vidjevši malo veći broj 3,5 ppm , mogli biste pomisliti da je to konstanta za bilo koju morsku vodu na našem planetu. Ali to nije tako jednostavno; salinitet ovisi o regiji. Slučajno se događa da što je regija smještena sjevernije, to je ta vrijednost veća.

Jug se, naprotiv, može pohvaliti ne tako slanim morima i oceanima. Naravno, sva pravila imaju svoje iznimke. Razina soli u morima obično je nešto niža nego u oceanima.

Što bi mogao biti razlog geografske podjele? Nepoznato je, istraživači to uzimaju zdravo za gotovo, to je sve. Možda odgovor treba potražiti u ranijim razdobljima razvoja našeg planeta. Ne u vrijeme kad je život počeo - mnogo ranije.

Već znamo da salinitet vode ovisi o prisutnosti u njoj:

Magnezijevi kloridi.
Natrijevi kloridi.
Ostale soli.

Moguće je da su u nekim područjima zemljine kore naslage ovih tvari bile nešto veće nego u susjednim regijama. S druge strane, morske struje nitko nije otkazao, prije ili kasnije se opća razina morala izravnati.

Dakle, najvjerojatnije je mala razlika posljedica klimatskih karakteristika našeg planeta. Nije najneutemeljenije mišljenje, ako se sjećate mrazova i uzmete u obzir što točno Voda s visokim udjelom soli sporije se smrzava.

Desalinizacija morske vode.

Svatko je barem malo čuo o desalinizaciji, neki se sada sjećaju i filma “Vodeni svijet”. Koliko je realno instalirati jedan takav prijenosni desalinizator u svaki dom i zauvijek zaboraviti na problem pitke vode za čovječanstvo? Još uvijek fantazija, a ne stvarna stvarnost.

Sve je u potrošenoj energiji, jer za učinkovit rad potrebna je ogromna snaga, ne manja od nuklearnog reaktora. Postrojenje za desalinizaciju u Kazahstanu radi na ovom principu. Ideja je predstavljena i na Krimu, ali snaga sevastopoljskog reaktora nije bila dovoljna za takve količine.

Prije pola stoljeća, prije brojnih nuklearnih katastrofa, još se moglo pretpostaviti da će miroljubivi atom ući u svaki dom. Bio je čak i takav slogan. Ali već sada je jasno da od nuklearnih mikroreaktora nema koristi:

U kućanskim aparatima.
U industrijskim poduzećima.
U dizajnu automobila i aviona.
I općenito unutar granica grada.

Ne očekuje se u sljedećem stoljeću. Znanost može napraviti još jedan skok i iznenaditi nas, ali za sada su sve to samo maštarije i nade neopreznih romantičara.

Na kojoj temperaturi se morska voda može smrznuti?

Ali na glavno pitanje još nije odgovoreno. Već smo naučili da sol usporava smrzavanje vode, a more se prekriva korom leda ne na nuli, već na temperaturama ispod nule. Ali koliko bi očitanja termometra trebala ići ispod nule kako stanovnici obalnih područja ne bi čuli uobičajeni zvuk valova kad izlaze iz svojih domova?

Za određivanje ove vrijednosti postoji posebna formula, složena i razumljiva samo stručnjacima. Ovisi o glavnom pokazatelju - razina slanosti. Ali budući da imamo prosječnu vrijednost za ovaj pokazatelj, možemo li pronaći i prosječnu temperaturu smrzavanja? Da naravno.

Ako ne morate izračunati sve do stotog za određenu regiju, zapamtite da je temperatura -1,91 stupanj.

Možda se čini da razlika i nije tako velika, samo dva stupnja. Ali tijekom sezonskih kolebanja temperature, to može igrati veliku ulogu gdje termometar ne padne ispod 0. Da je samo 2 stupnja hladnije, stanovnici Afrike ili Južne Amerike mogli bi vidjeti led na obali, ali nažalost. Ipak, ne mislimo da su jako uznemireni takvim gubitkom.

Nekoliko riječi o svjetskim oceanima.

Što je s oceanima, zalihama slatke vode i razinama onečišćenja? Pokušajmo saznati:

Oceani još stoje, ništa im se nije dogodilo. Posljednjih desetljeća razina vode raste. Možda je ovo ciklički fenomen ili se možda ledenjaci zapravo tope.
Slatke vode ima i više nego dovoljno, prerano je za paniku oko toga. Dogodi li se još jedan svjetski sukob, ovaj put nuklearnim oružjem, možda ćemo se, kao u “Mad Maxu”, moliti za spas vlage.
Ova zadnja točka je vrlo popularna među zaštitarima. A dobiti sponzorstvo nije tako teško, konkurenti će uvijek plaćati crni PR, pogotovo kada su u pitanju naftne kompanije. Ali oni su ti koji uzrokuju glavnu štetu vodama mora i oceana. Proizvodnja nafte i izvanredne situacije nije uvijek moguće kontrolirati, a posljedice su svaki put katastrofalne.

Ali svjetski oceani imaju jednu prednost u odnosu na čovječanstvo. Stalno se ažurira, a njegove stvarne mogućnosti samočišćenja vrlo je teško procijeniti. Najvjerojatnije će uspjeti preživjeti ljudsku civilizaciju i vidjeti njen pad u sasvim prihvatljivom stanju. Pa, tada će voda imati milijarde godina da se očisti od svih "darova".

Teško je čak i zamisliti tko treba znati na kojoj se temperaturi smrzava morska voda. Opće edukativna činjenica, no pitanje je kome će to stvarno trebati u praksi.

Video eksperiment: smrzavanje morske vode

U tablici su prikazana termofizička svojstva otopine kalcijevog klorida CaCl 2 ovisno o temperaturi i koncentraciji soli: specifična toplina otopine, toplinska vodljivost, viskoznost vodenih otopina, njihova toplinska difuznost i Prandtlov broj. Koncentracija soli CaCl 2 u otopini je od 9,4 do 29,9%. Temperatura na kojoj se daju svojstva određena je sadržajem soli u otopini i kreće se od -55 do 20°C.

Kalcijev klorid CaCl 2 ne smije se smrzavati na temperaturi od minus 55°C. Da bi se postigao ovaj učinak, koncentracija soli u otopini mora biti 29,9%, a njezina gustoća bit će 1286 kg/m 3.

S povećanjem koncentracije soli u otopini povećava se ne samo njezina gustoća, već i takva termofizička svojstva kao što su dinamička i kinematička viskoznost vodenih otopina, kao i Prandtlov broj. Na primjer, dinamička viskoznost otopine CaCl 2 s koncentracijom soli od 9,4% pri temperaturi od 20°C jednaka je 0,001236 Pa s, a kada se koncentracija kalcijevog klorida u otopini poveća na 30%, njegova dinamička viskoznost raste na vrijednost od 0,003511 Pa s.

Treba napomenuti da je viskoznost vodenih otopina ove soli pod najvećim utjecajem temperature. Kada se otopina kalcijevog klorida ohladi s 20 na -55°C, njezina dinamička viskoznost može porasti 18 puta, a kinematička viskoznost 25 puta.

Dati su sljedeći termofizička svojstva otopine CaCl 2:

, kg/m 3 ;
temperatura smrzavanja °C;
dinamička viskoznost vodenih otopina, Pa s;
Prandtlov broj.

Gustoća otopine kalcijeva klorida CaCl 2 ovisno o temperaturi

Tablica prikazuje vrijednosti gustoće otopine kalcijevog klorida CaCl 2 različitih koncentracija ovisno o temperaturi.
Koncentracija kalcijevog klorida CaCl 2 u otopini je od 15 do 30% pri temperaturi od -30 do 15°C. Gustoća vodene otopine kalcijeva klorida raste kako se temperatura otopine snižava, a koncentracija soli u njoj raste.

Toplinska vodljivost otopine CaCl 2 ovisno o temperaturi

Tablica prikazuje vrijednosti toplinske vodljivosti otopine kalcijevog klorida CaCl 2 različitih koncentracija na negativnim temperaturama.
Koncentracija soli CaCl 2 u otopini je od 0,1 do 37,3% pri temperaturi od -20 do 0°C. Povećanjem koncentracije soli u otopini smanjuje se njezina toplinska vodljivost.

Toplinski kapacitet otopine CaCl 2 pri 0°C

U tablici je prikazan maseni toplinski kapacitet otopine kalcijevog klorida CaCl 2 različitih koncentracija pri 0°C. Koncentracija soli CaCl 2 u otopini je od 0,1 do 37,3%. Treba napomenuti da se s povećanjem koncentracije soli u otopini smanjuje njezin toplinski kapacitet.

Ledište otopina soli NaCl i CaCl 2

U tablici je prikazana temperatura smrzavanja otopina soli natrijeva klorida NaCl i kalcijeva CaCl 2 ovisno o koncentraciji soli. Koncentracija soli u otopini je od 0,1 do 37,3%. Točka ledišta slane otopine određena je koncentracijom soli u otopini i za natrijev klorid, NaCl može doseći vrijednost od minus 21,2°C za eutektičku otopinu.

Treba napomenuti da otopina natrijevog klorida ne smije se smrzavati na temperaturu od minus 21,2°C, a otopina kalcijevog klorida ne smrzava se na temperaturama do minus 55°C.

Gustoća otopine NaCl ovisno o temperaturi

Tablica prikazuje vrijednosti gustoće otopine natrijevog klorida NaCl različitih koncentracija ovisno o temperaturi.
Koncentracija NaCl soli u otopini je od 10 do 25%. Vrijednosti gustoće otopine navedene su na temperaturama od -15 do 15°C.

Toplinska vodljivost otopine NaCl ovisno o temperaturi

Tablica prikazuje vrijednosti toplinske vodljivosti otopine natrijevog klorida NaCl različitih koncentracija pri negativnim temperaturama.
Koncentracija NaCl soli u otopini je od 0,1 do 26,3% pri temperaturi od -15 do 0°C. Tablica pokazuje da se toplinska vodljivost vodene otopine natrijevog klorida smanjuje s povećanjem koncentracije soli u otopini.

Specifični toplinski kapacitet otopine NaCl pri 0°C

U tablici je prikazan maseni specifični toplinski kapacitet vodene otopine natrijeva klorida NaCl različitih koncentracija pri 0°C. Koncentracija NaCl soli u otopini je od 0,1 do 26,3%. Iz tablice je vidljivo da s povećanjem koncentracije soli u otopini opada njezin toplinski kapacitet.

Termofizička svojstva otopine NaCl

U tablici su prikazana termofizička svojstva otopine natrijeva klorida NaCl ovisno o temperaturi i koncentraciji soli. Koncentracija natrijevog klorida NaCl u otopini je od 7 do 23,1%. Treba napomenuti da se kada se vodena otopina natrijevog klorida ohladi, njen specifični toplinski kapacitet se neznatno mijenja, toplinska vodljivost se smanjuje, a viskoznost otopine se povećava.

Dati su sljedeći termofizička svojstva otopine NaCl:

gustoća otopine, kg / m3;
temperatura smrzavanja °C;
specifični (maseni) toplinski kapacitet, kJ/(kg deg);
koeficijent toplinske vodljivosti, W/(m deg);
dinamička viskoznost otopine, Pa s;
kinematička viskoznost otopine, m 2 / s;
koeficijent toplinske difuzije, m 2 / s;
Prandtlov broj.

Gustoća otopina natrijeva klorida NaCl i kalcijeva CaCl 2 ovisno o koncentraciji pri 15°C

U tablici su prikazane vrijednosti gustoće otopina natrijevog klorida NaCl i kalcijevog CaCl2 ovisno o koncentraciji. Koncentracija soli NaCl u otopini je od 0,1 do 26,3% pri temperaturi otopine od 15°C. Koncentracija kalcijevog klorida CaCl 2 u otopini kreće se od 0,1 do 37,3% pri temperaturi od 15°C. Gustoća otopina natrijevog i kalcijevog klorida raste s povećanjem sadržaja soli.

Koeficijent ekspanzije volumena otopina natrijevog klorida NaCl i kalcijevog CaCl2

U tablici su dane vrijednosti prosječnog koeficijenta volumetrijske ekspanzije vodenih otopina natrijevog klorida NaCl i kalcijevog CaCl 2 ovisno o koncentraciji i temperaturi.
Koeficijent volumetrijske ekspanzije otopine soli NaCl pokazuje se na temperaturi od -20 do 20°C.
Koeficijent volumetrijske ekspanzije otopine CaCl 2 klorida prikazan je pri temperaturama od -30 do 20°C.

Izvori:

Danilova G. N. i dr. Zbirka zadataka o procesima prijenosa topline u prehrambenoj i rashladnoj industriji. M.: Prehrambena industrija, 1976. - 240 str.

3.2. MORSKI LED

Sva su naša mora, osim rijetkih iznimaka, zimi prekrivena ledom različite debljine. S tim u vezi, plovidba jednim dijelom mora postaje otežana tijekom hladne polovice godine, dok drugim prestaje i može se odvijati samo uz pomoć ledolomaca. Dakle, smrzavanje mora remeti normalan rad flote i luka. Stoga je za kvalificiranije upravljanje flotom, lukama i odobalnim objektima potrebno određeno poznavanje fizičkih svojstava morskog leda.

Morska voda, za razliku od slatke vode, nema određenu točku ledišta. Temperatura na kojoj se počinju stvarati ledeni kristali (ledene iglice) ovisi o slanosti morske vode S. Eksperimentalno je utvrđeno da se temperatura smrzavanja morske vode može odrediti (izračunati) po formuli: t 3 = -0,0545S. Pri salinitetu od 24,7% ledište je jednako temperaturi najveće gustoće morske vode (-1,33°C). Ta je okolnost (svojstvo morske vode) omogućila da se morska voda prema stupnju slanosti podijeli u dvije skupine. Voda sa salinitetom manjim od 24,7% naziva se boćatom i kada se ohladi, najprije postigne temperaturu najveće gustoće, a zatim se smrzne, tj. ponaša se kao slatka voda, čija je temperatura najveće gustoće 4° C. Voda sa salinitetom većom od 24,7°/00 naziva se morskom vodom.

Temperatura pri najvećoj gustoći je ispod točke smrzavanja. To dovodi do pojave konvektivnog miješanja, što odgađa smrzavanje morske vode. Smrzavanje je također usporeno zbog zaslanjivanja površinskog sloja vode, što se uočava pri pojavi leda, jer kada se voda smrzne, samo dio soli otopljenih u njoj ostaje u ledu, dok značajan dio njih ostaje u vodi , povećavajući njen salinitet, a time i gustoću površinskog sloja vode, čime se snižava točka ledišta. U prosjeku je salinitet morskog leda četiri puta manji od saliniteta vode.

Kako nastaje led u morskoj vodi sa salinitetom od 35°/00 i točkom ledišta od -1,91° C? Nakon što se površinski sloj vode ohladi na gore navedenu temperaturu, njegova gustoća će se povećati i voda će potonuti, a toplija voda iz donjeg sloja će se podići. Miješanje će se nastaviti sve dok temperatura cjelokupne mase vode u gornjem aktivnom sloju ne padne na -1,91 ° C. Zatim, nakon nekog superhlađenja vode ispod točke smrzavanja, kristali leda (ledene iglice) počinju se pojavljivati na površinski.

Formiraju se ledene iglice ne samo na površini mora, nego u cijeloj debljini miješanog sloja. Postupno se ledene iglice međusobno smrzavaju, stvarajući na površini mora ledene mrlje koje izgledom podsjećaju na smrznutu vodu. salo. U boji se ne razlikuje mnogo od vode.

Kada snijeg padne na površinu mora ubrzava se proces stvaranja leda, budući da se površinski sloj desalinizira i hladi, osim toga u vodu se unose gotove jezgre kristalizacije (pahulje). Ako je temperatura vode ispod 0°C, tada se snijeg ne otapa, već stvara viskoznu kašastu masu tzv. snježna. Pod utjecajem vjetra i valova mast i snijeg se sruše u bijele komade tzv mulj. Daljnjim zbijanjem i smrzavanjem početnih vrsta leda (ledene iglice, mast, bljuzgavica, snježna bljuzgavica) na morskoj površini stvara se tanka, elastična kora leda koja se u valovima lako savija, a pri sabijanju stvara nazubljene slojeve tzv. Nilas. Nilas ima mat površinu i debljinu do 10 cm, a dijeli se na tamne (do 5 cm) i svijetle (5-10 cm) nilase.

Ako je površinski sloj mora jako desaliniziran, tada se daljnjim hlađenjem vode i mirnim stanjem mora, kao posljedica izravnog smrzavanja ili od ledene masnoće, površina mora prekriva tankom sjajnom korom tzv. boca. Boca je prozirna, poput stakla, lako se lomi vjetrom ili valovima, debljine do 5 cm.

Na laganom valu ledene masti, bljuzgavice ili snijega, kao i kao posljedica razbijanja boce i nilasa tijekom velikog valovanja, tzv. led za palačinke. Pretežno je okruglog oblika, promjera od 30 cm do 3 m i debljine do približno 10 cm, uzdignutih rubova zbog sudara ledenih santi jedne o drugu.

U većini slučajeva, stvaranje leda počinje u blizini obale s pojavom sprudova (širina im je 100-200 m od obale), koji se postupno šireći u more pretvaraju u brzi led Pramenovi i brzi led odnose se na fiksni led, odnosno led koji se formira i ostaje nepomičan duž obale, gdje je pričvršćen za obalu, ledeni zid ili ledenu barijeru.

Gornja površina mladog leda u većini je slučajeva glatka ili blago valovita, donja je, naprotiv, vrlo neravna, au nekim slučajevima (u nedostatku strujanja) izgleda poput četke ledenih kristala. Tijekom zime debljina mladog leda postupno se povećava, površina mu se prekriva snijegom, a boja zbog istjecanja salamure iz njega mijenja se iz sive u bijelu. Mladi led debljine 10-15 cm naziva se siva, i debljine 15-30 cm - sivobijela. Daljnjim povećanjem debljine led postaje bijel. Morski led koji je trajao jednu zimu i ima debljinu od 30 cm do 2 m obično se naziva bijelim. prvogodišnji led, koji se dijeli na tanak(debljina od 30 do 70 cm), prosjek(od 70 do 120 cm) i debeo(više od 120 cm).

U područjima Svjetskog oceana gdje se led ne stigne otopiti tijekom ljeta i od početka sljedeće zime ponovno počinje rasti, a do kraja druge zime njegova se debljina povećava i već iznosi više od 2 m, Zove se dvogodišnji led. Led koji postoji više od dvije godine zove se trajnica, debljina mu je veća od 3 m. Zelenkasto-modre je boje, a uz veliku primjesu snijega i mjehurića zraka bjelkaste je boje, staklastog izgleda. S vremenom desalinizirani i komprimirani višegodišnji led poprima plavu boju. Morski led se prema pokretljivosti dijeli na nepokretni led (brzi led) i plutajući led.

Lebdeći led se dijeli na: led za palačinke, ledena polja, drobljeni led(komad morskog leda manji od 20 m u promjeru), ribani led(slomljeni led promjera manjeg od 2 m), ne tako(velika humka ili skupina smrznutih humova, do 5 m nadmorske visine), mrazovito(komadi leda zaleđeni u ledeno polje), ledena kaša(akumulacija plutajućeg leda koja se sastoji od fragmenata drugih oblika leda promjera ne većeg od 2 m). Zauzvrat, ledena polja, ovisno o njihovim horizontalnim dimenzijama, dijele se na:

Divovska ledena polja, više od 10 km u promjeru;

Prostrana ledena polja, od 2 do 10 km u promjeru;

Velika ledena polja, od 500 do 2000 m u promjeru;

Fragmenti ledenih polja, promjera od 100 do 500 m;

Grubi led, od 20 do 100 m u promjeru.

Vrlo važna karakteristika za brodarstvo je koncentracija plutajućeg leda. Koncentracija se podrazumijeva kao omjer površine morske površine stvarno prekrivene ledom i ukupne površine morske površine na kojoj se nalazi plutajući led, izražen u desetinkama.

U SSSR-u je usvojena skala koncentracije leda od 10 točaka (1 bod odgovara 10% površine prekrivene ledom), u nekim stranim zemljama (Kanada, SAD) ona je 8 točaka.

S obzirom na koncentraciju, plutajući led je karakteriziran kako slijedi:

1. Komprimirani plutajući led. Lebdeći led s koncentracijom 10/10 (8/8) i bez vidljive vode.

2. Smrznuti čvrsti led. Lebdeći led s koncentracijom 10/10 (8/8) i sante leda smrznute zajedno.

3. Vrlo kompaktan led. Lebdeći led, čija je koncentracija veća od 9/10, ali manja od 10/10 (od 7/8 do 8/8).

4. Čvrsti led. Lebdeći led, s koncentracijom od 7/10 do 8/10 (6/8 do 7/8), sastoji se od santi leda od kojih je većina u međusobnom kontaktu.

5. Tanak led. Lebdeći led, čija se koncentracija kreće od 4/10 do 6/10 (od 3/8 do 6/8), s velikim brojem lomova, sante leda obično se ne dodiruju.

6. Rijedak led. Lebdeći led u kojem je koncentracija 1/10 do 3/10 (1/8 do 3/8) i prostranstvo čiste vode dominira ledom.

7. Pojedinačne sante leda. Veliko područje vode koje sadrži morski led s koncentracijom manjom od 1/10 (1/8). U potpunoj odsutnosti leda, ovo područje treba nazvati čista voda.

Lebdeći led je u stalnom kretanju pod utjecajem vjetra i strujanja. Svaka promjena vjetra na području prekrivenom lebdećim ledom uzrokuje promjene u rasporedu leda: što je vjetar jači i duži, to je promjena veća.

Dugogodišnja promatranja vjetrovnog pomicanja zbijenog leda pokazala su da je pomicanje leda izravno ovisno o vjetru koji ga je uzrokovao, naime: smjer pomicanja leda odstupa od smjera vjetra za otprilike 30° udesno na sjevernoj hemisferi, a lijevo na južnoj hemisferi, brzina zanošenja je povezana s brzinom vjetra s koeficijentom vjetra od približno 0,02 (r = 0,02).

U tablici Slika 5 prikazuje izračunate vrijednosti brzine drifta leda ovisno o brzini vjetra.

Tablica 5

Drift pojedinačnih santi leda (malih santi leda, njihovih fragmenata i malih ledenih polja) razlikuje se od drifta konsolidiranog leda. Njegova brzina je veća, jer se koeficijent vjetra povećava s 0,03 na 0,10.

Brzina kretanja santi leda (u sjevernom Atlantiku) sa svježim vjetrovima kreće se od 0,1 do 0,7 čvorova. Što se tiče kuta odstupanja njihovog kretanja od smjera vjetra, to je 30-40 °.

Praksa plovidbe ledom pokazala je da je samostalna plovidba običnog morskog plovila moguća kada je koncentracija lebdećeg leda 5-6 bodova. Za brodove velike tonaže sa slabim trupom i za stare brodove, granica kohezije je 5 bodova, za brodove srednje tonaže u dobrom stanju - 6 bodova. Za brodove klase leda ova se granica može povećati na 7 bodova, a za brodove za razbijanje leda na 8-9 bodova. Navedene granice za propusnost plutajućeg leda izvedene su iz prakse za srednje teški led. Kod plovidbe u teškom višegodišnjem ledu ove granice treba smanjiti za 1-2 boda. Uz dobru vidljivost, plovidba u koncentracijama leda do 3 točke moguća je za brodove bilo koje klase.

Ako trebate ploviti kroz morsko područje prekriveno lebdećim ledom, morate imati na umu da je lakše i sigurnije ući na rub leda protiv vjetra. Ulazak u led s leđnim ili bočnim vjetrom je opasan, jer se stvaraju uvjeti za nakupljanje leda, što može dovesti do oštećenja boka broda ili njegovog kaljužnog dijela.

Naprijed
Sadržaj
leđa

Ako ste primijetili, voda u moru smrzava se na temperaturama znatno ispod nula stupnjeva. Zašto se ovo događa? Sve ovisi o koncentraciji soli u njemu. Što je viša, niža je temperatura smrzavanja. U prosjeku, povećanje saliniteta vode za dva ppm snižava njezinu točku smrzavanja za jednu desetinu stupnja. Pa sami procijenite kolika bi trebala biti temperatura okoline da se na površini mora stvori tanak sloj leda, sa salinitetom vode od 35 ppm. Najmanje bi trebalo biti dva stupnja ispod nule.

Isto Azovsko more, sa slanošću vode od 12 ppm, smrzava se na temperaturi od minus 0,6 stupnjeva. U isto vrijeme, susjedni Sivash ostaje nezamrznut. Stvar je u tome što je salinitet njegove vode 100 ppm, što znači da je za stvaranje leda ovdje potrebno najmanje šest stupnjeva mraza. Da bi se površina Bijelog mora, gdje razina slanosti vode doseže 25 ppm, prekrila ledom, temperatura mora pasti na minus 1,4 stupnja.

Najčudesnije je da se u morskoj vodi ohlađenoj na minus jedan stupanj snijeg ne topi. Samo nastavlja plivati u njemu dok se ne pretvori u komad leda. Ali kad uđe u ohlađenu slatku vodu, odmah se topi.

Proces smrzavanja morske vode ima svoje karakteristike. Prvo se počinju formirati primarni kristali leda koji nevjerojatno nalikuju tankim prozirnim iglama. U njima nema soli. Istisne se iz kristala i ostane u vodi. Ako skupimo takve iglice i otopimo ih u nekakvoj posudi, dobit ćemo svježu vodu.

Na površini mora pluta gomila ledenih iglica koja izgleda kao golema masna mrlja. Otuda i njezin izvorni naziv – mast. S daljnjim smanjenjem temperature, mast se smrzava, stvarajući glatku i prozirnu ledenu koru, koja se naziva nilas. Za razliku od svinjske masti, nilas sadrži sol. U njemu se pojavljuje u procesu smrzavanja masti i iglicama koje hvataju kapljice morske vode. Ovo je prilično kaotičan proces. Zbog toga je sol u morskom ledu neravnomjerno raspoređena, obično u obliku pojedinačnih uključaka.

Znanstvenici su otkrili da količina soli u morskom ledu ovisi o temperaturi okoline u trenutku njegovog stvaranja. Pri slabom mrazu brzina stvaranja nilasa je niska, iglice zahvaćaju malo morske vode, pa je slanost leda niska. U jakom mrazu situacija je upravo suprotna.

Kada se morski led otopi, prvo što izađe je sol. Kao rezultat toga, postupno postaje svjež.

Morska voda, za razliku od slatke vode, nema određenu točku ledišta, ali je uvijek ispod 0°C. Ledište morske vode ovisi o njezinoj slanosti: što je slanost veća, ledište je niže. Tako se pri prosječnoj slanosti oceana od 35% voda smrzava na -1,9°C, a pri slanosti od 40% na -2,2°C. U Crnom moru, na primjer, gdje je salinitet od 15 do 20%, led se pojavljuje kada se voda ohladi od -0,8 do -1,1 °C.

Kada se morska voda ohladi do točke smrzavanja koja odgovara njezinoj slanosti, počinju se stvarati kristali leda (smrzavanje). Prilikom smrzavanja, soli sadržane u morskoj vodi nisu uključene u kristale dobivenog leda, budući da je temperatura smrzavanja slane otopine mnogo niža (na primjer, temperatura smrzavanja soli kuhane na pari je -21°C). Stoga najveći dio soli pada u nesmrznutu subglacijalnu vodu, a određena količina smrzava se u led u obliku malih kapljica jake otopine soli, što bitno utječe na fizikalno-kemijska i mehanička svojstva morskog leda. Što je niža temperatura na kojoj se voda smrzava, to više kapljica slane vode ostaje u morskom ledu i stoga je veća njegova slanost. Soli koje padaju u površinski sloj tijekom procesa smrzavanja morske vode povećavaju njen salinitet, što snižava točku ledišta.

Temperatura najveće relativne gustoće i ledište morske vode opadaju s povećanjem saliniteta. Pri salinitetu od 24,7% obje temperature postaju iste: -1,33°C. Vode čiji je salinitet manji od 24,7% nazivaju se bočatim, njihova temperatura najveće gustoće je iznad točke ledišta. Dakle, proces smrzavanja vode sa salinitetom manjim od 24,7% odvija se na isti način kao i slatka voda: prvo voda dosegne temperaturu najveće gustoće pri određenom salinitetu, a zatim ledište.

U vodi sa salinitetom većom od 24,7%, temperatura najveće gustoće uvijek je ispod točke smrzavanja, stoga do trenutka smrzavanja gustoća morske vode raste s padom temperature, a gornji ohlađeni slojevi vode ( kao teže one) sink down; Manje guste i toplije vode izdižu se na površinu, što otežava stvaranje leda. S tim u vezi, u morima i oceanima voda se smrzava tek nakon dugih jesenskih hladnoća, kada se cijeli vodeni stupac, obuhvaćen vertikalnom cirkulacijom (konvekcijom), ohladi do temperature smrzavanja.

Slatka voda ima najveću gustoću na +4°C, a počinje se lediti na 0°C. U slatkovodnom bazenu, nakon hlađenja vode na +4°C, vrlo brzo dolazi do daljnjeg hlađenja njenog površinskog sloja. Voda ovdje postaje lakša od vode u podlozi, što eliminira miješanje, a time i izlazak na površinu toplijih vodenih masa iz dubina. Led nastao od slatke vode je homogena masa kristala leda prošarana mjehurićima zraka i raznim krutim česticama koje su se nalazile u vodi.

Kada se morski led otopi, prvo što izađe je sol. Kao rezultat toga, postupno postaje svjež.