Опыт с медной проволокой, охватывающей кусок льда, широко известен. Если концы проволоки соединить и привесить к ним груз, то проволока проходит сквозь лед, причем там, где она уже прошла, лед снова смерзается. Общеизвестно элементарное объяснение этого опыта. При более же тщательном рассмотрении обнаруживаются следующие обстоятельства.
При своем погружении в лед проволока все время окружена тонким слоем воды. Допустим, что часть проволоки, погруженная в лед, горизонтальна, и проведем перпендикулярную к ней плоскость. Пусть А — крайняя нижняя, В — крайняя верхняя точка поперечного сечения проволоки, а Р — некоторая точка на окружности, определяемая центральным углом①соответствующим дуге АР. Давление в слое воды постепенно уменьшается от А к В пропорционально ②.
Так как вода и лед повсюду соприкасаются друг с другом, то температура в каждой точке равна температуре плавления льда при том давлении, какое существует в этой точке. Следовательно, температура возрастает от А к В, опять-таки пропорционально③. При подобных условиях существуют три пути для перехода теплоты из В в А: сквозь металл, через лед и, наконец, через водяной слой. Если преобладает первый путь, то из теплопроводности металла мы найдем, какое количество теплоты отнимается в секунду вверху и какое количество теплоты сообщается внизу, а отсюда и количество льда, растаявшего внизу и вновь образовавшегося наверху. Эти величины равны друг другу.
Толщина водяного слоя установится такой, что вся вода, образовавшаяся под проволокой при таянии льда, сможет перетечь, вследствие разности давлений, вверх. Следовательно, толщина водяного слоя зависит от коэффициента вязкости воды. Расчеты эти произвел Орнштейн, а соответствующие опыты — Меербург.
Вопрос 44 РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ
- процесс образования и роста (или только роста) структурно более совершенных кристаллич. зёрен поликристалла за счёт менее совершенных зёрен той же фазы. Р. начинается при нек-рой темп-ре T р, к-рая зависит от хим. состава, концентрации дефектов, в частности дислокаций. Далее с повышением темп-ры Т скорость Р. растёт. Особенно интенсивно она протекает в пластически деформированных материалах.Зародышами новых зёрен являются дислокац. ячейки.
Различают 3 стадии Р.: первичную, когда в деформи-ров. материале образуются новые неискажённые зёрна, к-рые растут, поглощая зёрна, искажённые деформацией; собирательную Р.- неискажённые зёрна растут за счёт друг друга, вследствие чего ср. величина зерна увеличивается; вторичную Р., к-рая отличается от собирательной тем, что способностью к росту обладают только немногие из неискажённых зёрен. В ходе вторичной Р. структура характеризуется разл. размерами зёрен. Движению межзёренных границ препятствуют дисперсные частицы (размером ~ нм) др. твёрдых фаз (оксидов, карбидов и т. д.) и субмикропоры.
Р. устраняет структурные дефекты, изменяет размеры и ориентацию зёрен и иногда их кристаллография, ориентацию (текстуру). Р. переводит вещество в состояние с большей термодинамич. устойчивостью: при собирательной и вторичной Р.- за счёт уменьшения суммарной поверхности границ между зёрнами, при первичной Р.- также за счёт уменьшения искажений, внесённых деформацией. Р. изменяет все структурно-чувствит. свойства материала и часто восстанавливает исходную структуру, текстуру и свойства (до деформации). Иногда структура и текстура после Р. отличаются от исходных, соответственно отличаются и свойства.
Вопрос 45фирнизация Превращение свежевыпавшего снега в фирн, т. е. превращение шестилучевых звездочек в массу бесформенных мелких зерен. При последующей диффузии и сублимации водяного пара зерна уменьшаются в числе и вновь приобретают огранку.
Превращение снега в фирн называется фирнизацией снега.
Фирн образуется в горах выше снеговой линии и в полярных областях, там, где выпавший снег не успевает за лето стаять.
1. Если талой воды много, то снег быстро оседает, уплотняется, набухает и насыщается водой, и когда такая масса смерзается, возникает инфильтрационный фирн.
1. Если температуры близки к нулю, но талая вода не заливает снег, а он только подтаивает и увлажняется, то снежинки быстро округляются и оседают, менее устойчивые мелкие зёрна постепенно вытаивают, доставляя питание для роста крупных, и в результате образуется режеляционный фирн.
1. Если температуры всё время остаются ниже нуля, то снег уплотняется под давлением вышележащих слоёв, отдельные кристаллы льда (снежинки) начинают разрушаться, срастаться и перемещаться, плотно заполняя промежутки между собой, в результате формируется рекристаллизационный фирн.
Поскольку интенсивность и тип преобразования снега в фирн, а фирна в лёд бывают очень разными, то на ледниках выделяют разные зоны льдообразования.
Фирновое поле, ВысокийТауэрн
Строение и толщина[править | править вики-текст]
Фирн и лёд, возникшие при разных условиях фирнизации и льдообразования, имеют разную кристаллическую структуру, ориентировку и размер зёрен, содержание и форму пузырьков воздуха и пор.
Так как фирнизация по холодному типу идёт медленнее всего, то в условиях очень низких температур Антарктиды толщина слоя фирна может достигать 100 м. Толщина «тёплого» инфильтрационного фирна, который обычно находится в области питания горных ледников выше фирновой линии, не превышает 20—30 м
Вопрос 46 КАК ВЛИЯЕТ НАСЫЩЕНИЕ ТАЛОЙ ВОДОЙ СНЕГА НА ЕГО ПЛОТНОСТЬ
Плотность снегового покрова с течением времени под влиянием собственного веса, давления вновь образующихся слоев: и уплотняющего действия ветра постепенно увеличивается и к концу зимы достигает в среднем 0,30г/см3 плотность талой воды 0,99987 г/см3 поэтому в метеорологической практике плотность слоя снега, пропитанного талой водой принято считать по плотности воды.
Вопрос 47 шуга
Шуга представляет собой кристаллики льда (внутриводного и донного), а также сала и снежуры.
Шуга возникает перед ледоставом при переохлаждении воды ниже 0 °C. Шуга часто образуется ниже полыней и в нижних бьефахгидроузлов.
Шуга, плывущая по поверхности и в толще реки вниз по течению, называется шугоходом. При большом количестве шуги при шугоходе живое сечение реки может забиться, что приведёт к значительному накоплению шуги (зажору). При этом уровень воды может подняться.
Шуга создаёт существенные затруднения в эксплуатации гидротехнических сооружений, забивая приёмные оголовки водозаборов, которые приходится очищать и обогревать.
вопрос 48 наледный лед
НАЛЕДЬ: вода, выступившая на поверхности льда и затем замерзшая
наледный лед (разновидность конжеляционного льда(Конжеляционный лед. Тип льда, формирующегося при замерзании жидкой или капельно-жидкой воды., формирующаяся при послойном намораживании воды на твёрдом основании)
Вопрос 49водный лед
| Водныйлед |
| Лед, возникающий вследствие отвердевания жидкой воды |
| Вопрос 50 зажорЗажо́р – скопление внутриводного льда и шугиШуга – это рыхлые скопления льда, состоящие из внутриводного льда, мелкобитого льда и других первичных ледяных образований. Движение шуги на реке называют шугоходом. с включениями мелкобитого льда в речном русле во время осеннего ледохода, сужающее поперечное сечение русла реки. Понятие «зажор» происходит от слов «зажра́ть», зажира́ть» – «глубоко проникать». Зажоры часто возникают одновременно с заторами и предшествуют установлению ледостава. Зажоры возникают в местах выполаживания профиля дна речного русла, в сужениях русла, вблизи мелей и островов, при делении русла на рукава (т.е. там же, где могут образоваться заторы). Зажоры могут возникнуть во время ледостава ниже по течению от крупных полыней (в местах впадения притоков, в нижних бьефах ГЭС), где и в холодное время может формироваться шуга. На участке зажора выделяют: нижнюю по течению часть зажора – его голову, и верхнюю потечениючасть – хвостзажора. Также как и при заторе, образование зажора ведёт к повышению уровня воды в реке выше места зажора. Зажорные подъёмы уровня воды на реках меньше, чем при заторах, но могут достигать 3–4 м. Зажоры могут создать затруднение для промышленного и коммунального водозабора и для работы ГЭС. |
Вопрос51 в какой период года зажоры бывают чаше Зажор - возникает осенью за счёт шуги - рыхлых кусков внутриводного льда и мокрого снега, которые образовались в верхних участках реки. Важной особенностью является образование внутриводного льда во время ледостава. При большой скорости течения и низкой температуре вода охлаждается по всей глубине. При снижении температуры чуть ниже 0°С образуется внутриводный лёд, который, всплывая, образует рыхлые скопления - шугу. Низ течения замерзает, наносимая сверху шуга задерживается и нарастает под ледяным покровом, особенно у кромки и за полыньей. Возникает некая "пасть", захватывающая всю снежно-ледовую массу, - зажор. Образованию зажоров способствуют различные русловые препятствия (острова, отмели, валуны, крутые повороты, сужения русла). В итоге образуется плотина, и вода начинает заливать все прилегающие участки, которые затем замерзают, образуя наледь.