Σημείο πήξης του πίνακα αλμυρού νερού. Σε ποια θερμοκρασία παγώνει το θαλασσινό νερό; Φωτογραφίες και βίντεο με πειράματα

Οι νέοι φυσιοδίφες στοιχειώνονται πάντα από φαινομενικά απλές ερωτήσεις. Αυτή είναι η θερμοκρασία στην οποία συνήθως παγώνει θαλασσινό νερό? Όλοι γνωρίζουν ότι οι μηδέν βαθμοί δεν αρκούν για να μετατρέψουν την επιφάνεια της θάλασσας σε ένα καλό παγοδρόμιο. Αλλά σε τι θερμοκρασία συμβαίνει αυτό;

Από τι αποτελείται το θαλασσινό νερό;

Πώς διαφέρει το περιεχόμενο των θαλασσών από το γλυκό νερό; Η διαφορά δεν είναι τόσο μεγάλη, αλλά και πάλι:

• Πολύ περισσότερο αλάτι.
• Τα άλατα μαγνησίου και νατρίου κυριαρχούν.
• Η πυκνότητα διαφέρει ελαφρώς, μέσα σε λίγα τοις εκατό.
• Το υδρόθειο μπορεί να σχηματιστεί σε βάθος.

Το κύριο συστατικό του θαλασσινού νερού, όσο προβλέψιμο κι αν ακούγεται, είναι το νερό. Αλλά σε αντίθεση με το νερό των ποταμών και των λιμνών, αυτό περιέχονται ένας μεγάλος αριθμός απόχλωριούχο νάτριο και μαγνήσιο.

Η αλατότητα υπολογίζεται σε 3,5 ppm, αλλά για να γίνει πιο σαφές - στα 3,5 χιλιοστά του τοις εκατό της συνολικής σύνθεσης.

Και ακόμη και αυτή, όχι η πιο εντυπωσιακή φιγούρα, παρέχει στο νερό όχι μόνο μια συγκεκριμένη γεύση, αλλά και το καθιστά ακατάλληλο για πόση. Δεν υπάρχουν απόλυτες αντενδείξεις, το θαλασσινό νερό δεν είναι δηλητήριο ή τοξική ουσία και τίποτα κακό δεν θα συμβεί από μια-δυο γουλιές. Θα είναι δυνατό να μιλήσουμε για τις συνέπειες εάν ένα άτομο τουλάχιστον όλη την ημέρα. Επίσης, η σύνθεση του θαλασσινού νερού περιλαμβάνει:

1. Φθόριο.
2. Βρώμιο.
3. Ασβέστιο.
4. Κάλιο.
5. Χλώριο.
6. Θειικά.
7. Χρυσός.

Αλήθεια, σε ποσοστόΌλα αυτά τα στοιχεία είναι πολύ λιγότερα από τα άλατα.

Γιατί δεν μπορείτε να πιείτε θαλασσινό νερό;

Έχουμε ήδη θίξει εν συντομία αυτό το θέμα, ας το δούμε λίγο πιο αναλυτικά. Μαζί με το θαλασσινό νερό, δύο ιόντα εισέρχονται στο σώμα - μαγνήσιο και νάτριο.

Νάτριο	Μαγνήσιο
Συμμετέχει στη διατήρηση της ισορροπίας νερού-αλατιού, ένα από τα κύρια ιόντα μαζί με το κάλιο.	Η κύρια επίδραση είναι στο κεντρικό νευρικό σύστημα.
Με αυξανόμενη ποσότητα ΝαΣτο αίμα, υγρό φεύγει από τα κύτταρα.	Αποβάλλεται από τον οργανισμό πολύ αργά.
Όλες οι βιολογικές και βιοχημικές διεργασίες διαταράσσονται.	Μια περίσσεια στο σώμα οδηγεί σε διάρροια, επιβαρυντική αφυδάτωση.
Τα ανθρώπινα νεφρά δεν είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν τόσο πολύ αλάτι στο σώμα.	Είναι δυνατή η ανάπτυξη νευρικών διαταραχών και ανεπαρκούς κατάστασης.

Δεν μπορεί να ειπωθεί ότι ένα άτομο δεν χρειάζεται όλες αυτές τις ουσίες, αλλά οι ανάγκες ταιριάζουν πάντα σε ένα συγκεκριμένο πλαίσιο. Αφού πιείτε μερικά λίτρα από αυτό το νερό, θα ξεπεράσετε πολύ τα όριά τους.

Ωστόσο, σήμερα επείγουσα ανάγκη για πόσιμο θαλασσινό νερό μπορεί να προκύψει μόνο μεταξύ των θυμάτων των ναυαγίων.

Τι καθορίζει την αλατότητα του θαλασσινού νερού;

Βλέποντας λίγο μεγαλύτερο αριθμό 3,5 ppm , ίσως νομίζετε ότι αυτό είναι μια σταθερά για οποιοδήποτε θαλασσινό νερό στον πλανήτη μας. Αλλά δεν είναι τόσο απλό· η αλατότητα εξαρτάται από την περιοχή. Τυχαίνει, όσο πιο βόρεια βρίσκεται η περιοχή, τόσο μεγαλύτερη είναι αυτή η τιμή.

Ο Νότος, αντίθετα, δεν μπορεί να καυχηθεί για τέτοια αλμυρές θάλασσεςκαι τους ωκεανούς. Φυσικά, όλοι οι κανόνες έχουν τις εξαιρέσεις τους. Τα επίπεδα αλατιού στις θάλασσες είναι συνήθως ελαφρώς χαμηλότερα από ό,τι στους ωκεανούς.

Ποιος θα μπορούσε να είναι ο λόγος της γεωγραφικής διαίρεσης; Είναι άγνωστο, οι ερευνητές το θεωρούν δεδομένο, αυτό είναι όλο. Ίσως η απάντηση θα έπρεπε να αναζητηθεί σε παλαιότερες περιόδους ανάπτυξης του πλανήτη μας. Όχι την εποχή που ξεκίνησε η ζωή - πολύ νωρίτερα.

Γνωρίζουμε ήδη ότι η αλατότητα του νερού εξαρτάται από την παρουσία σε αυτό:

1. Χλωριούχα μαγνήσιο.
2. Χλωριούχο νάτριο.
3. Άλλα άλατα.

Ενδεχομένως σε ορισμένες περιοχές φλοιός της γηςτα κοιτάσματα αυτών των ουσιών ήταν κάπως μεγαλύτερα από ό,τι σε γειτονικές περιοχές. Από την άλλη, κανείς δεν ακύρωσε τα θαλάσσια ρεύματα, αργά ή γρήγορα γενικού επιπέδουέπρεπε να είχε ισοπεδωθεί.

Οπότε πιθανότατα η μικρή διαφορά οφείλεται κλιματικά χαρακτηριστικάτου πλανήτη μας. Όχι η πιο αβάσιμη γνώμη, αν θυμάστε τους παγετούς και λάβετε υπόψη τι ακριβώς Το νερό με υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι παγώνει πιο αργά.

Αφαλάτωση θαλασσινού νερού.

Όλοι έχουν ακούσει τουλάχιστον λίγο για την αφαλάτωση, κάποιοι έχουν ακούσει ακόμη και την ταινία " υδάτινος κόσμος"θα θυμάμαι. Πόσο ρεαλιστικό είναι να βάλουμε ένα τέτοιο φορητό μηχάνημα αφαλάτωσης σε κάθε σπίτι και να ξεχνάμε για πάντα το πρόβλημα της ανθρωπότητας; πόσιμο νερό? Ακόμα φαντασία, όχι πραγματική πραγματικότητα.

Είναι όλα σχετικά με την ενέργεια που δαπανάται, γιατί για αποτελεσματική εργασίαΑπαιτείται τεράστια ισχύς, όχι λιγότερο από έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Μια μονάδα αφαλάτωσης στο Καζακστάν λειτουργεί με αυτήν την αρχή. Η ιδέα παρουσιάστηκε και στην Κριμαία, αλλά η ισχύς του αντιδραστήρα της Σεβαστούπολης δεν ήταν αρκετή για τέτοιους όγκους.

Πριν από μισό αιώνα, πριν από πολυάριθμες πυρηνικές καταστροφές, ήταν ακόμα δυνατό να υποθέσουμε ότι ένα ειρηνικό άτομο θα έμπαινε σε κάθε σπίτι. Υπήρχε μάλιστα και ένα τέτοιο σύνθημα. Αλλά είναι ήδη σαφές ότι δεν υπάρχει χρήση πυρηνικών μικροαντιδραστηρίων:

• Σε οικιακές συσκευές.
• Σε βιομηχανικές επιχειρήσεις.
• Σε σχέδια αυτοκινήτων και αεροπλάνων.
• Και γενικά εντός των ορίων της πόλης.

Δεν αναμένεται τον επόμενο αιώνα. Η επιστήμη μπορεί να κάνει άλλο ένα άλμα και να μας εκπλήξει, αλλά προς το παρόν όλα αυτά είναι απλώς φαντασιώσεις και ελπίδες απρόσεκτων ρομαντικών.

Σε ποια θερμοκρασία μπορεί να παγώσει το θαλασσινό νερό;

Αλλά το κύριο ερώτημα δεν έχει απαντηθεί ακόμη. Έχουμε ήδη μάθει ότι το αλάτι επιβραδύνει την κατάψυξη του νερού και η θάλασσα καλύπτεται με μια κρούστα πάγου όχι σε θερμοκρασίες μηδέν, αλλά κάτω από το μηδέν. Πόσο μακριά όμως πρέπει να πάνε κάτω από το μηδέν οι ενδείξεις του θερμομέτρου ώστε οι κάτοικοι των παράκτιων περιοχών να μην ακούν τον συνηθισμένο ήχο του σερφ όταν φεύγουν από τα σπίτια τους;

Για τον προσδιορισμό αυτής της τιμής υπάρχει μια ειδική φόρμουλα, πολύπλοκη και κατανοητή μόνο από ειδικούς. Εξαρτάται από τον κύριο δείκτη - επίπεδο αλατότητας. Αλλά επειδή έχουμε μέσο όρο για αυτόν τον δείκτη, μπορούμε μέση θερμοκρασίαβρείτε κατάψυξη; Ναι σίγουρα.

Εάν δεν χρειάζεται να υπολογίσετε τα πάντα μέχρι το εκατοστό για μια συγκεκριμένη περιοχή, θυμηθείτε ότι η θερμοκρασία είναι -1,91 βαθμούς.

Μπορεί να φαίνεται ότι η διαφορά δεν είναι τόσο μεγάλη, μόνο δύο μοίρες. Αλλά κατά τις εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, αυτό μπορεί να παίξει τεράστιο ρόλο όπου το θερμόμετρο δεν πέφτει κάτω από το 0. Θα ήταν μόνο 2 βαθμούς πιο δροσερό, οι κάτοικοι της ίδιας Αφρικής ή νότια Αμερικήθα μπορούσε να δει τον πάγο κοντά στην ακτή, αλλά δυστυχώς. Ωστόσο, δεν πιστεύουμε ότι είναι πολύ αναστατωμένοι από μια τέτοια απώλεια.

Λίγα λόγια για τους ωκεανούς του κόσμου.

Τι γίνεται με τους ωκεανούς, τα αποθέματα γλυκού νερού και τα επίπεδα ρύπανσης; Ας προσπαθήσουμε να μάθουμε:

1. Οι ωκεανοί στέκονται ακόμα, δεν τους έχει συμβεί τίποτα. Τις τελευταίες δεκαετίες, η στάθμη του νερού αυξάνεται. Ίσως αυτό είναι ένα κυκλικό φαινόμενο, ή ίσως οι παγετώνες στην πραγματικότητα λιώνουν.
2. Υπάρχει επίσης περισσότερο από αρκετό γλυκό νερό· είναι πολύ νωρίς για πανικό γι' αυτό. Εάν προκύψει άλλη παγκόσμια σύγκρουση, αυτή τη φορά χρησιμοποιώντας πυρηνικά όπλα, ίσως, όπως στο «Mad Max», προσευχόμαστε για εξοικονόμηση υγρασίας.
3. Αυτό το τελευταίο σημείο είναι πολύ δημοφιλές στους οικολόγους. Και η απόκτηση χορηγίας δεν είναι τόσο δύσκολη· οι ανταγωνιστές θα πληρώνουν πάντα για μαύρο PR, ειδικά όταν πρόκειται για εταιρείες πετρελαίου. Είναι όμως αυτοί που προκαλούν τις κύριες ζημιές στα νερά των θαλασσών και των ωκεανών. Δεν είναι πάντα δυνατός ο έλεγχος της παραγωγής πετρελαίου και οι καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και οι συνέπειες είναι κάθε φορά καταστροφικές.

Αλλά οι ωκεανοί του κόσμου έχουν ένα πλεονέκτημα έναντι της ανθρωπότητας. Ενημερώνεται συνεχώς και οι πραγματικές του ικανότητες αυτοκαθαρισμού είναι πολύ δύσκολο να εκτιμηθούν. Πιθανότατα, θα μπορέσει να επιβιώσει του ανθρώπινου πολιτισμού και να δει την παρακμή του σε μια απολύτως αποδεκτή κατάσταση. Λοιπόν, τότε το νερό θα έχει δισεκατομμύρια χρόνια για να καθαριστεί από όλα τα «δώρα».

Είναι ακόμη δύσκολο να φανταστεί κανείς ποιος χρειάζεται να ξέρει σε ποια θερμοκρασία παγώνει το θαλασσινό νερό. Ένα γενικό εκπαιδευτικό γεγονός, αλλά ποιος θα το χρειαστεί πραγματικά στην πράξη είναι ένα ερώτημα.

Πείραμα βίντεο: παγωμένο θαλασσινό νερό

Το νερό της θάλασσας παγώνει σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Όσο μεγαλύτερη είναι η αλατότητα του θαλασσινού νερού, τόσο χαμηλότερο είναι το σημείο πήξης του. Αυτό φαίνεται από τον παρακάτω πίνακα:

Αλατότητα σε °/00	Σημείο πήξης (σε βαθμούς)	Αλατότητα σε °/00	Σημείο πήξης (σε βαθμούς)
0 (γλυκό νερό)	0	20	-1,1
2	-0,1	22	-1,2
4	-0,2	24	-1,3
6	-0,3	26	-1,4
8	-0,4	28	-1,5
10	-0,5	30	-1,6
12	-0,6	32	-1,7
14	-0,8	35	-1,9
16	-0,9	37	-2,0
18	-1,0	39	-2,1

Αυτός ο πίνακας δείχνει ότι μια αύξηση της αλατότητας κατά 2°/00 μειώνει το σημείο πήξης κατά περίπου ένα δέκατο του βαθμού.

Για να αρχίσει να παγώνει το νερό με ωκεάνια αλατότητα 35 °/00, πρέπει να ψύχεται κάτω από το μηδέν κατά σχεδόν δύο βαθμούς.

Όταν πέφτει σε μη παγωμένο γλυκό νερό ποταμού, το συνηθισμένο χιόνι με θερμοκρασία τήξης μηδέν βαθμών, κατά κανόνα, λιώνει. Αν αυτό το ίδιο χιόνι πέσει σε μη παγωμένο θαλασσινό νερό με θερμοκρασία -1°, τότε δεν λιώνει.

Γνωρίζοντας την αλατότητα του νερού, μπορείτε να προσδιορίσετε το σημείο πήξης οποιασδήποτε θάλασσας χρησιμοποιώντας τον παραπάνω πίνακα.

Αλατότητα νερού Θάλασσα του Αζόφτο χειμώνα περίπου 12 °/00. Επομένως, το νερό αρχίζει να παγώνει μόνο σε θερμοκρασία 0°,6 κάτω από το μηδέν.

Στο ανοιχτό μέρος Λευκή Θάλασσαη αλατότητα φτάνει τους 25 °/00. Αυτό σημαίνει ότι για να παγώσει το νερό, πρέπει να κρυώσει κάτω από μείον 1°.4.

Το νερό με αλατότητα 100 °/00 (αυτή η αλατότητα μπορεί να βρεθεί στο Sivashi, που χωρίζεται από τη Θάλασσα του Αζόφ με τη σούβλα Arabat) θα παγώσει σε θερμοκρασία μείον 6 °,1 και στο Kara-Bogaz-Gol η αλατότητα είναι μεγαλύτερη από 250 °/00, και το νερό παγώνει μόνο όταν η θερμοκρασία του πέσει σημαντικά κάτω από 10 ° κάτω από το μηδέν!

Όταν το αλμυρό θαλασσινό νερό κρυώσει στο κατάλληλο σημείο πήξης, αρχίζουν να εμφανίζονται πρωτογενείς κρύσταλλοι πάγου, σε σχήμα πολύ λεπτών εξαγωνικών πρισμάτων που μοιάζουν με βελόνες.

Ως εκ τούτου, ονομάζονται συνήθως βελόνες πάγου. Οι πρωτογενείς κρύσταλλοι πάγου που σχηματίζονται στο αλμυρό θαλασσινό νερό δεν περιέχουν αλάτι· παραμένει σε διάλυμα, αυξάνοντας την αλατότητά του. Αυτό είναι εύκολο να επαληθευτεί. Έχοντας μαζέψει τις βελόνες πάγου με ένα δίχτυ από πολύ λεπτή γάζα ή τούλι, πρέπει να τις ξεπλύνετε με φρέσκο ​​νερό για να ξεπλυθούν. αλμυρό νερόκαι μετά λιώνουμε σε άλλο μπολ. Θα πάρετε γλυκό νερό.

Ο πάγος, όπως γνωρίζετε, είναι ελαφρύτερος από το νερό, επομένως οι βελόνες πάγου επιπλέουν. Οι συσσωρεύσεις τους στην επιφάνεια του νερού μοιάζουν εμφάνισηλεκέδες λίπους σε κρύα σούπα. Αυτές οι συσσωρεύσεις ονομάζονται λαρδί.

Αν ο παγετός ενταθεί και η επιφάνεια της θάλασσας χάσει γρήγορα θερμότητα, τότε το λίπος αρχίζει να παγώνει και σε ήρεμο καιρό εμφανίζεται μια ομοιόμορφη, λεία, διαφανής κρούστα πάγου, την οποία οι Pomors, κάτοικοι της βόρειας ακτής μας, ονομάζουν nilas. Είναι τόσο αγνό και διαφανές που σε καλύβες από χιόνι, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για γυαλί (φυσικά, αν δεν υπάρχει θέρμανση μέσα σε μια τέτοια καλύβα). Αν λιώσεις νίλα, το νερό θα γίνει αλμυρό. Είναι αλήθεια ότι η αλατότητά του θα είναι χαμηλότερη από το νερό από το οποίο σχηματίστηκαν οι βελόνες πάγου.

Οι μεμονωμένες βελόνες πάγου δεν περιέχουν αλάτι, αλλά το αλάτι εμφανίζεται στον θαλάσσιο πάγο που σχηματίζεται από αυτές. Αυτό συμβαίνει επειδή τυχαία τοποθετημένες βελόνες πάγου, κατά την κατάψυξη, αιχμαλωτίζουν μικροσκοπικά σταγονίδια αλμυρού θαλασσινού νερού. Έτσι, το αλάτι κατανέμεται άνισα στον θαλάσσιο πάγο - σε ξεχωριστά εγκλείσματα.

Αλμυρότητα θαλάσσιος πάγοςεξαρτάται από τη θερμοκρασία στην οποία σχηματίστηκε. Όταν υπάρχει ελαφρύς παγετός, οι βελόνες πάγου παγώνουν αργά και πιάνουν λίγο αλμυρό νερό. Σε σοβαρό παγετό, οι βελόνες πάγου παγώνουν πολύ πιο γρήγορα και πιάνουν πολύ αλμυρό νερό. Σε αυτή την περίπτωση, ο θαλάσσιος πάγος θα είναι πιο αλμυρός.

Όταν ο θαλάσσιος πάγος αρχίζει να λιώνει, το πρώτο πράγμα που λιώνει από αυτόν είναι τα αλμυρά εγκλείσματα. Ως εκ τούτου, ο παλιός, πολυετής πολικός πάγος, που έχει πετάξει πάνω του αρκετές φορές, γίνεται φρέσκος. Οι πολικοί χειμερινοί χρησιμοποιούν συνήθως το χιόνι για πόσιμο νερό, και όταν αυτό δεν είναι διαθέσιμο, παλιός θαλάσσιος πάγος.

Αν κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης έρχεται πάγοςτο χιόνι, τότε, χωρίς να λιώσει, παραμένει στην επιφάνεια του θαλασσινού νερού, είναι κορεσμένο με αυτό και, παγώνοντας, σχηματίζει θολό, υπόλευκο, αδιαφανές, ανομοιόμορφο πάγο - νεαρά ψάρια. Τόσο οι νίλα όσο και οι νεαροί, όταν ο άνεμος και τα κύματα σπάνε, σπάνε σε κομμάτια, τα οποία, συγκρουόμενοι μεταξύ τους, χτυπούν στις γωνίες και σταδιακά μετατρέπονται σε στρογγυλές πέτρες πάγου - αναβοσβήνουν. Όταν ο ενθουσιασμός υποχωρεί, οι τηγανίτες παγώνουν μαζί, σχηματίζοντας συμπαγή πάγο για τηγανίτα.

Στα ανοιχτά της ακτής, στα ρηχά, το θαλασσινό νερό κρυώνει πιο γρήγορα, έτσι ο πάγος εμφανίζεται νωρίτερα από ό,τι στην ανοιχτή θάλασσα. Συνήθως ο πάγος παγώνει στις ακτές, αυτός είναι γρήγορος πάγος. Εάν οι παγετοί συνοδεύονται από ήρεμο καιρό, ο γρήγορος πάγος αναπτύσσεται γρήγορα, φτάνοντας μερικές φορές σε πλάτος πολλών δεκάδων χιλιομέτρων. Αλλά ισχυροί άνεμοικαι οι ταραχές διαλύουν τον γρήγορο πάγο. Τα μέρη που βγαίνουν από αυτό επιπλέουν κατάντη και παρασύρονται από τον άνεμο. Έτσι εμφανίζεται ο αιωρούμενος πάγος. Ανάλογα με το μέγεθός τους, έχουν διαφορετικά ονόματα.

Ένα πεδίο πάγου είναι πλωτός πάγος με έκταση μεγαλύτερη από ένα τετραγωνικό ναυτικό μίλι.

Ο πλωτός πάγος μεγαλύτερου από ένα μήκος καλωδίου ονομάζεται υπολείμματα πάγου.

Ο χοντρός πάγος είναι μικρότερος από το μήκος ενός καλωδίου, αλλά περισσότερο από το ένα δέκατο του μήκους του καλωδίου (18,5 m). Ο λεπτός σπασμένος πάγος δεν υπερβαίνει το ένα δέκατο του μήκους του καλωδίου και ο χυλός πάγου αποτελείται από μικρά κομμάτια που πέφτουν πάνω στα κύματα.

Τα ρεύματα και ο άνεμος μπορούν να σπρώξουν τους παγετώνες ενάντια στον γρήγορο πάγο ή τον ένα στον άλλο. Η πίεση των πεδίων πάγου μεταξύ τους προκαλεί σύνθλιψη αιωρούμενος πάγος. Αυτό συνήθως δημιουργεί σωρούς από λεπτά σπασμένους πάγους.

Όταν ένας μεμονωμένος πάγος ανασηκώνεται και σε αυτή τη θέση παγώνει στον περιβάλλοντα πάγο, σχηματίζει ένα ροπάκ. Τα Ropaca που καλύπτονται με χιόνι είναι δύσκολο να τα δει κανείς από ένα αεροπλάνο και μπορεί να προκαλέσει καταστροφή κατά την προσγείωση.

Συχνά, υπό την πίεση των πεδίων πάγου, σχηματίζονται κορυφογραμμές πάγου - κουφώματα. Μερικές φορές οι χιουμορίδες φτάνουν σε ύψος αρκετές δεκάδες μέτρα. Ο πάγος Hummocky είναι δύσκολο να περάσει, ειδικά για έλκηθρο σκύλου. Αποτελεί σοβαρό εμπόδιο ακόμη και για ισχυρά παγοθραυστικά.

Ένα θραύσμα μιας κολύμβησης που υψώνεται πάνω από την επιφάνεια του νερού και παρασύρεται εύκολα από τον άνεμο ονομάζεται nesak. Ένα ψάρι που έχει προσαράξει ονομάζεται σταμούχα.

Γύρω από την Ανταρκτική και στον Αρκτικό Ωκεανό υπάρχουν παγόβουνα - παγόβουνα. Αυτά είναι συνήθως θραύσματα ηπειρωτικού πάγου.

Στην Ανταρκτική, όπως διαπίστωσαν πρόσφατα οι ερευνητές, παγόβουνα σχηματίζονται επίσης στη θάλασσα, στα ηπειρωτικά ρηχά. Μόνο ένα μέρος του παγόβουνου είναι ορατό πάνω από την επιφάνεια του νερού. Το μεγαλύτερο μέρος του (περίπου 7/8) είναι κάτω από το νερό. Η περιοχή του υποβρύχιου τμήματος του παγόβουνου είναι πάντα πολύ μεγαλύτερη από την επιφάνεια. Επομένως, τα παγόβουνα είναι επικίνδυνα για τα πλοία.

Τώρα τα παγόβουνα μπορούν εύκολα να ανιχνευθούν στην απόσταση και στην ομίχλη χρησιμοποιώντας ραδιοφωνικά όργανα ακριβείας σε ένα πλοίο. Παλαιότερα, υπήρχαν περιπτώσεις σύγκρουσης πλοίων με παγόβουνα. Έτσι βυθίστηκε, για παράδειγμα, το τεράστιο επιβατικό ατμόπλοιο Τιτανικός στον ωκεανό το 1912.

ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΟΝ ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΩΚΕΑΝΟ

Στις πολικές ζώνες, το νερό, καθώς κρυώνει, γίνεται πιο πυκνό και βυθίζεται στον πυθμένα. Από εκεί γλιστράει αργά προς τον ισημερινό. Επομένως, σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη, τα βαθιά νερά είναι κρύα. Ακόμη και κοντά στον ισημερινό, τα νερά του βυθού έχουν θερμοκρασία μόνο 1-2° πάνω από το μηδέν.

Δεδομένου ότι τα ρεύματα απομακρύνονται από τον ισημερινό ζεστό νερόέως μέτρια γεωγραφικά πλάτη, στη συνέχεια στη θέση του από τα βάθη ανεβαίνει πολύ αργά κρύο νερό. Στην επιφάνεια ζεσταίνεται ξανά, πηγαίνει στις πολικές ζώνες, όπου ψύχεται, βυθίζεται στον πυθμένα και κινείται κατά μήκος του πυθμένα ξανά στον ισημερινό.

Έτσι, στους ωκεανούς υπάρχει ένα είδος κύκλου νερού: το νερό κινείται κατά μήκος της επιφάνειας από τον ισημερινό στις πολικές ζώνες και κατά μήκος του πυθμένα των ωκεανών - από τις πολικές ζώνες στον ισημερινό. Αυτή η διαδικασία ανάμειξης του νερού, μαζί με άλλα φαινόμενα που αναφέρθηκαν παραπάνω, δημιουργεί την ενότητα του Παγκόσμιου Ωκεανού.

Εάν βρείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.

Ο πίνακας δείχνει τις θερμοφυσικές ιδιότητες ενός διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση άλατος: ειδική θερμότητα του διαλύματος, θερμική αγωγιμότητα, ιξώδες υδατικών διαλυμάτων, θερμική διάχυση και αριθμός Prandtl. Η συγκέντρωση του άλατος CaCl 2 στο διάλυμα είναι από 9,4 έως 29,9%. Η θερμοκρασία στην οποία δίνονται οι ιδιότητες προσδιορίζεται από την περιεκτικότητα σε αλάτι στο διάλυμα και κυμαίνεται από -55 έως 20°C.

Χλωριούχο ασβέστιο Το CaCl 2 δεν μπορεί να παγώσει σε θερμοκρασία μείον 55°C. Για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα, η συγκέντρωση άλατος στο διάλυμα πρέπει να είναι 29,9% και η πυκνότητά του θα είναι 1286 kg/m 3.

Με την αύξηση της συγκέντρωσης άλατος σε ένα διάλυμα, όχι μόνο αυξάνεται η πυκνότητά του, αλλά και τέτοιες θερμοφυσικές ιδιότητες όπως το δυναμικό και κινηματικό ιξώδες των υδατικών διαλυμάτων, καθώς και ο αριθμός Prandtl. Για παράδειγμα, δυναμικό ιξώδες διαλύματος CaCl 2με συγκέντρωση άλατος 9,4% σε θερμοκρασία 20°C ισούται με 0,001236 Pa s, και όταν η συγκέντρωση του χλωριούχου ασβεστίου στο διάλυμα αυξάνεται στο 30%, το δυναμικό του ιξώδες αυξάνεται σε τιμή 0,003511 Pa s.

Πρέπει να σημειωθεί ότι το ιξώδες των υδατικών διαλυμάτων αυτού του άλατος επηρεάζεται πιο έντονα από τη θερμοκρασία. Όταν ένα διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου ψύχεται από τους 20 στους -55°C, το δυναμικό του ιξώδες μπορεί να αυξηθεί κατά 18 φορές και το κινηματικό του ιξώδες κατά 25 φορές.

Δίνονται τα ακόλουθα Θερμοφυσικές ιδιότητες του διαλύματος CaCl 2:

• , kg/m 3 ;
• θερμοκρασία κατάψυξης °C;
• δυναμικό ιξώδες υδατικών διαλυμάτων, Pa s;
• Αριθμός Prandtl.

Πυκνότητα διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη θερμοκρασία

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές πυκνότητας του διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 διαφόρων συγκεντρώσεων ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Η συγκέντρωση του χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 στο διάλυμα είναι από 15 έως 30% σε θερμοκρασία από -30 έως 15°C. Η πυκνότητα ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου αυξάνεται όσο μειώνεται η θερμοκρασία του διαλύματος και αυξάνεται η συγκέντρωση άλατος σε αυτό.

Θερμική αγωγιμότητα του διαλύματος CaCl 2 ανάλογα με τη θερμοκρασία

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές θερμικής αγωγιμότητας ενός διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 διαφόρων συγκεντρώσεων σε αρνητικές θερμοκρασίες.
Η συγκέντρωση του άλατος CaCl2 στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 37,3% σε θερμοκρασία από -20 έως 0°C. Καθώς η συγκέντρωση του άλατος σε ένα διάλυμα αυξάνεται, η θερμική του αγωγιμότητα μειώνεται.

Θερμοχωρητικότητα διαλύματος CaCl 2 στους 0°C

Ο πίνακας δείχνει τη θερμοχωρητικότητα μάζας του διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 διαφόρων συγκεντρώσεων στους 0°C. Η συγκέντρωση του άλατος CaCl 2 στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 37,3%. Πρέπει να σημειωθεί ότι με την αύξηση της συγκέντρωσης άλατος στο διάλυμα, η θερμοχωρητικότητα του μειώνεται.

Σημείο πήξης διαλυμάτων αλάτων NaCl και CaCl 2

Ο πίνακας δείχνει τη θερμοκρασία πήξης των διαλυμάτων αλάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση του άλατος. Η συγκέντρωση άλατος στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 37,3%. Το σημείο πήξης ενός αλατούχου διαλύματος προσδιορίζεται από τη συγκέντρωση άλατοςσε διάλυμα και για το χλωριούχο νάτριο, το NaCl μπορεί να φτάσει σε τιμή μείον 21,2°C για ένα ευτηκτικό διάλυμα.

πρέπει να σημειωθεί ότι Το διάλυμα χλωριούχου νατρίου δεν μπορεί να παγώσει σε θερμοκρασία μείον 21,2°Cκαι ένα διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου δεν παγώνει σε θερμοκρασίες μέχρι μείον 55°C.

Πυκνότητα διαλύματος NaCl ανάλογα με τη θερμοκρασία

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές πυκνότητας του διαλύματος NaCl χλωριούχου νατρίου διαφόρων συγκεντρώσεων ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 10 έως 25%. Οι τιμές πυκνότητας του διαλύματος υποδεικνύονται σε θερμοκρασίες από -15 έως 15°C.

Θερμική αγωγιμότητα του διαλύματος NaCl ανάλογα με τη θερμοκρασία

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές θερμικής αγωγιμότητας ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου NaCl διαφόρων συγκεντρώσεων σε αρνητικές θερμοκρασίες.
Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 26,3% σε θερμοκρασία από -15 έως 0°C. Ο πίνακας δείχνει ότι η θερμική αγωγιμότητα ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου μειώνεται όσο αυξάνεται η συγκέντρωση του άλατος στο διάλυμα.

Ειδική θερμοχωρητικότητα διαλύματος NaCl στους 0°C

Ο πίνακας δείχνει την ειδική θερμοχωρητικότητα μάζας ενός υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου NaCl διαφόρων συγκεντρώσεων στους 0°C. Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 26,3%. Ο πίνακας δείχνει ότι με την αύξηση της συγκέντρωσης αλατιού στο διάλυμα, η θερμοχωρητικότητα του μειώνεται.

Θερμοφυσικές ιδιότητες διαλύματος NaCl

Ο πίνακας δείχνει τις θερμοφυσικές ιδιότητες ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου NaCl ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση άλατος. Η συγκέντρωση του χλωριούχου νατρίου NaCl στο διάλυμα είναι από 7 έως 23,1%. Πρέπει να σημειωθεί ότι όταν ένα υδατικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου ψύχεται, η ειδική θερμοχωρητικότητα του αλλάζει ελαφρώς, η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται και το ιξώδες του διαλύματος αυξάνεται.

Δίνονται τα ακόλουθα Θερμοφυσικές ιδιότητες του διαλύματος NaCl:

• πυκνότητα διαλύματος, kg/m3;
• θερμοκρασία κατάψυξης °C;
• ειδική (μάζα) θερμοχωρητικότητα, kJ/(kg deg);
• συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, W/(m deg);
• δυναμικό ιξώδες του διαλύματος, Pa s;
• κινηματικό ιξώδες του διαλύματος, m 2 /s;
• συντελεστής θερμικής διάχυσης, m 2 /s;
• Αριθμός Prandtl.

Πυκνότητα διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση στους 15°C

Ο πίνακας δείχνει τις τιμές πυκνότητας των διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση. Η συγκέντρωση του άλατος NaCl στο διάλυμα είναι από 0,1 έως 26,3% σε θερμοκρασία διαλύματος 15°C. Η συγκέντρωση του χλωριούχου ασβεστίου CaCl 2 στο διάλυμα κυμαίνεται από 0,1 έως 37,3% σε θερμοκρασία 15°C. Η πυκνότητα των διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου και ασβεστίου αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αλάτι.

Συντελεστής διαστολής όγκου διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2

Ο πίνακας δίνει τις τιμές του μέσου συντελεστή ογκομετρικής διαστολής υδατικών διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου NaCl και ασβεστίου CaCl 2 ανάλογα με τη συγκέντρωση και τη θερμοκρασία.
Ο συντελεστής ογκομετρικής διαστολής ενός διαλύματος άλατος NaCl υποδεικνύεται σε θερμοκρασία από -20 έως 20°C.
Ο συντελεστής ογκομετρικής διαστολής ενός διαλύματος χλωριούχου CaCl 2 παρουσιάζεται σε θερμοκρασίες από -30 έως 20°C.

Πηγές:

1. Danilova G.N. et al. Συλλογή προβλημάτων σχετικά με τις διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας στη βιομηχανία τροφίμων και ψύξης. Μ.: Βιομηχανία τροφίμων, 1976.- 240 p.

Εάν ψύξετε ένα διάλυμα αλατιού σε νερό, θα διαπιστώσετε ότι το σημείο πήξης έχει μειωθεί. Έχουν περάσει μηδέν βαθμοί, αλλά η σκλήρυνση δεν συμβαίνει. Μόνο σε θερμοκρασία αρκετούς βαθμούς κάτω από το μηδέν θα εμφανιστούν κρύσταλλοι στο υγρό. Αυτά είναι κρύσταλλα καθαρός πάγος, το αλάτι δεν διαλύεται στον στερεό πάγο.

Το σημείο πήξης εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος. Αυξάνοντας τη συγκέντρωση του διαλύματος, θα μειώσουμε τη θερμοκρασία κρυστάλλωσης. Ένα κορεσμένο διάλυμα έχει το χαμηλότερο σημείο πήξης. Η μείωση του σημείου πήξης ενός διαλύματος δεν είναι καθόλου μικρή: για παράδειγμα, ένα κορεσμένο διάλυμα επιτραπέζιο αλάτιστο νερό θα παγώσει στους -21 °C. Με τη βοήθεια άλλων αλάτων, μπορεί να επιτευχθεί ακόμη μεγαλύτερη μείωση της θερμοκρασίας. Το χλωριούχο ασβέστιο, για παράδειγμα, σας επιτρέπει να φέρετε τη θερμοκρασία στερεοποίησης του διαλύματος στους -55°C.

Ας εξετάσουμε τώρα πώς συμβαίνει η διαδικασία κατάψυξης. Αφού πέσουν οι πρώτοι κρύσταλλοι πάγου από το διάλυμα, η αντοχή του διαλύματος θα αυξηθεί. Τώρα ο σχετικός αριθμός των ξένων μορίων θα αυξηθεί, η παρεμβολή στη διαδικασία κρυστάλλωσης του νερού θα αυξηθεί επίσης και το σημείο πήξης θα μειωθεί. Εάν η θερμοκρασία δεν μειωθεί περαιτέρω, η κρυστάλλωση θα σταματήσει.

Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται περαιτέρω, οι κρύσταλλοι νερού (διαλύτης) συνεχίζουν να απελευθερώνονται. Τελικά, το διάλυμα γίνεται κορεσμένο. Περαιτέρω εμπλουτισμός του διαλύματος με τη διαλυμένη ουσία καθίσταται αδύνατος και το διάλυμα παγώνει αμέσως, και αν εξετάσετε το κατεψυγμένο μείγμα με μικροσκόπιο, μπορείτε να δείτε ότι αποτελείται από κρυστάλλους πάγου και κρυστάλλους αλατιού.

Έτσι, το διάλυμα παγώνει διαφορετικά από ένα απλό υγρό. Η διαδικασία κατάψυξης εκτείνεται σε μεγάλο διάστημα θερμοκρασίας.

Τι θα συμβεί αν ρίξετε αλάτι σε κάποια παγωμένη επιφάνεια; Η απάντηση στην ερώτηση είναι γνωστή στους θυρωρούς: μόλις το αλάτι έρθει σε επαφή με τον πάγο, ο πάγος θα αρχίσει να λιώνει. Για να συμβεί το φαινόμενο είναι απαραίτητο φυσικά το σημείο πήξης ενός κορεσμένου διαλύματος αλατιού να είναι χαμηλότερο από τη θερμοκρασία του αέρα. Εάν πληρούται αυτή η προϋπόθεση, τότε το μείγμα πάγου-αλατιού βρίσκεται σε περιοχή ξένης κατάστασης, δηλαδή στην περιοχή σταθερής ύπαρξης του διαλύματος. Επομένως, το μείγμα πάγου και αλατιού θα μετατραπεί σε διάλυμα, δηλαδή, ο πάγος θα λιώσει και το αλάτι θα διαλυθεί στο νερό που προκύπτει. Τελικά, είτε όλος ο πάγος θα λιώσει, είτε θα σχηματιστεί ένα διάλυμα σε συγκέντρωση του οποίου το σημείο πήξης είναι ίσο με τη θερμοκρασία του μέσου.

Μια έκταση 100 m2 αυλής καλύπτεται με κρούστα πάγου 1 cm - πρόκειται για πολύ πάγο, περίπου 1 τόνο. Ας υπολογίσουμε πόσο αλάτι χρειάζεται για να καθαρίσουμε την αυλή αν η θερμοκρασία είναι -3°C . Ένα διάλυμα άλατος με συγκέντρωση 45 g/l έχει αυτή τη θερμοκρασία κρυστάλλωσης (τήξης). Περίπου 1 λίτρο νερού αντιστοιχεί σε 1 κιλό πάγου. Αυτό σημαίνει ότι για να λιώσετε 1 τόνο πάγου στους -3°C χρειάζεστε 45 κιλά αλάτι. Στην πράξη χρησιμοποιούν πολύ μικρότερες ποσότητες, αφού δεν επιτυγχάνουν την πλήρη τήξη όλου του πάγου.

Όταν ο πάγος και το αλάτι αναμειγνύονται, ο πάγος λιώνει και το αλάτι διαλύεται στο νερό. Αλλά το λιώσιμο απαιτεί θερμότητα και ο πάγος τον παίρνει από το περιβάλλον του. Έτσι, η προσθήκη αλατιού στον πάγο προκαλεί πτώση της θερμοκρασίας.

Έχουμε συνηθίσει πλέον να αγοράζουμε παγωτό εργοστασιακής παραγωγής. Προηγουμένως, το παγωτό παρασκευαζόταν στο σπίτι και το ρόλο του ψυγείου έπαιζε ένα μείγμα πάγου και αλατιού.

Στην ενότητα σχετικά με το ερώτημα ποια μπορεί να επιτευχθεί η χαμηλότερη θερμοκρασία ενός διαλύματος νερού-αλατιού συνηθισμένου (επιτραπέζιου, NaCl) αλατιού που τέθηκε από τον συγγραφέα ευρωπαϊκόςη καλύτερη απάντηση είναι Με την προσθήκη αλατιού στο νερό, ο ρυθμός τήξης του πάγου αυξάνεται και η θερμοκρασία τήξης του πάγου πέφτει χαμηλότερα. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η προσθήκη αλατιού προκαλεί εξασθένηση της μοριακής συνοχής και καταστροφή των κρυσταλλικών δικτυωμάτων πάγου. Η τήξη του μίγματος πάγου-αλατιού προχωρά με την απομάκρυνση της θερμότητας από περιβάλλον, με αποτέλεσμα να ψύχεται ο περιβάλλοντας αέρας και να μειώνεται η θερμοκρασία του. Καθώς η περιεκτικότητα σε αλάτι στο μείγμα πάγου-αλατιού αυξάνεται, το σημείο τήξης του μειώνεται. Το διάλυμα άλατος με το χαμηλότερο σημείο τήξης ονομάζεται ευτηκτικό και το σημείο τήξης του ονομάζεται κρυοϋδρικό σημείο. Το σημείο κρυοένυδρου για ένα μείγμα πάγου-άλατος με επιτραπέζιο αλάτι είναι -21,2°C, με συγκέντρωση άλατος στο διάλυμα 23,1% σε σχέση με τη συνολική μάζα του μείγματος, η οποία είναι περίπου ίση με 30 kg αλατιού ανά 100 kg πάγος. Με περαιτέρω αύξηση της συγκέντρωσης αλατιού, δεν υπάρχει μείωση στη θερμοκρασία τήξης του μίγματος πάγου-άλατος, αλλά αύξηση στη θερμοκρασία τήξης (σε συγκέντρωση άλατος 25% στο διάλυμα σε σχέση με τη συνολική μάζα, τη θερμοκρασία τήξης ανέρχεται στους -8°C).
Όταν ένα υδατικό διάλυμα επιτραπέζιου αλατιού καταψύχεται σε συγκέντρωση που αντιστοιχεί στο σημείο κρυοένυδρου, προκύπτει ένα ομοιογενές μίγμα κρυστάλλων πάγου και αλατιού, το οποίο ονομάζεται ευτηκτικό στερεό διάλυμα.
Το σημείο τήξης του ευτηκτικού στερεού διαλύματος επιτραπέζιου αλατιού είναι -21,2°C και η θερμότητα της σύντηξης είναι 236 kJ/kg. Το ευτηκτικό διάλυμα χρησιμοποιείται για ψύξη με μηδενική ροπή. Για να γίνει αυτό, ένα ευτηκτικό διάλυμα επιτραπέζιου αλατιού χύνεται σε μηδενικά - ερμητικά σφραγισμένες μορφές - και καταψύχεται. Τα κατεψυγμένα μηδενικά χρησιμοποιούνται για την ψύξη πάγκων, ντουλαπιών, φορητών σακουλών ψυγείου κ.λπ. (ανοίξτε την κατάψυξη ενός οικιακού ψυγείου - θα βρείτε ένα τέτοιο δοχείο). με μέθοδο ψύξης μηχανής.

Απάντηση από Στεγνώσει[γκουρού]
το περισσότερο χαμηλή θερμοκρασίααπό οποιαδήποτε θερμοκρασία - απόλυτο μηδέν, περίπου - 273 βαθμοί Κελσίου

Απάντηση από Olya[ειδικός]
η θερμοκρασία εξαρτάται από τη συγκέντρωση του αλατιού στο διάλυμα· όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση, τόσο χαμηλότερο είναι το σημείο πήξης. Δεν θα σας πω τους ακριβείς αριθμούς, γιατί... το βιβλίο αναφοράς μου αφαιρέθηκε για λίγο)) αλλά αν προχωρήσουμε από το γεγονός ότι το θαλασσινό νερό είναι αλατούχο διάλυμα, τότε μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το σημείο πήξης είναι πολύ κάτω από το μηδέν... -15-20 βαθμοί

Απάντηση από ικανός[γκουρού]
Ένα υδατικό διάλυμα NaCl 22,4% παγώνει στους 21,2 °C
Απάντηση
Σύνδεσμος
στην ερώτηση
Υδατικό διάλυμα NaCl «θερμοκρασία κρυστάλλωσης»

Απάντηση από Γιοργκί Νέζναμοφ[αρχάριος]
Πίνακας 10.8. Σημείο πήξης διαλύματος NaCl
Περιεκτικότητα σε NaCl, g σε 100 g νερό Σημείο πήξης, ºC
1,5 - -0,9
3,0 - - 1,8
4,5 - -2,6
5,9 - -3,5
7,5 - -4,4
9,0 - -5,4
10,6 - -6,4
12,3 - -7,5
14,0 - -8,6
15,7 - -9,8
17,5 - -11,0
19,3 - - 12,2
21,2 - -13,6
23,1 - - 15,1
25,0 - - 16,0
26,9 - -18,2
29,0 - -20,0
30,1 - -21,2