Cтраница 3
Самые большие проблемы в морских акваториях Арктики связаны со льдами и глубинами моря. В зависимости от направления и силы ветра, глубины моря и морских течений, рельефа местности и свойств льда ледовая обстановка непрерывно изменяется, и ее трудно прогнозировать. [31]
Если теплота кристаллизации в момент схватывания может быть отведена, то рост кристалла будет продолжаться; если же эта тепловая энергия будет частично отводиться, а частично расходоваться на спонтанное испарение, то образование твердой кристаллической фазы будет протекать медленнее и в конце концов прекратится. Прекращение роста кристалла свидетельствует о том, что теплота фазового превращения не может быть отведена в месте кристаллизации. По-видимому, эти свойства льда не являются исключением, а представляют собой общую закономерность образования кристаллов вообще. [32]
При / 1 формула ( 228) переходит в формулу ( 225) для молекулярного режима; таким образом, выражение ( 228) является наиболее общим. Следовательно, если теплота кристаллизации в момент схватывания может быть отведена, то рост кристалла будет продолжаться; если же эта тепловая энергия будет частично отводиться, а частично расходоваться на спонтанное испарение, то образование твердой кристаллической фазы будет протекать медленнее и в конце концов прекратится. По-видимому, эти свойства льда не являются исключением, а представляют собой общую закономерность образования кристаллов вообще. [33]
В противоположное гь жидкой воде, лед довольно хороню пз - чей. Большинство его свойств было интерпретировано исходя из его кристаллической структуры, сил, действующих между составляющими его молекулами, и энергетических уровней самих молекул. В этом разделе мы рассмотрим структуру обычного льда и то, что известно о структурах полиморфных форм льда, затем термодинамические, электрические и спектроскопические свой ства льда и, по возможности, свяжем их с кристаллической структурой и с характеристиками молекулы воды. Некоторые свойства льда обсуждаются весьма детально не столько потому, что они являются необычными или интригующими сами по себе, сколько вследствие того, что они будут полезными нам в разделах 4 и 5 при рассмотрении жидкой воды. Раздел закапчивается обсуждением водородной связи и ее роли в определении природы льда. [34]
Упругие и реологические свойства консолидированных пород практически не зависят от температуры я поьтоиу для мерзлых и таЛых пород их можно считать постоянными. Однако у дисперсных веред 6Т свойстве под влиянием температуры значительно изме-нявтоя. Реваогвческие свойства мерзла пород - ползучесть и длительная прочность - меняются от свойств чистого льда как идеально текучего тела до свохств жестких пород с высокой длительной прочностью. [35]
Наконец, обширный класс гидратов характеризуется наличием льдоподобного каркаса из молекул воды. В этих каркасах энергия сцепления молекул близка к таковой у льда, причем с ростом температуры наблюдается типичный для льда фазовый переход типа плавления, при котором заселяются междоузлия. Судя по данным ЯМР, подобная картина наблюдается в глинах и гидратированных белках. Следовательно, слои из молекул воды должны характеризоваться свойствами, близкими к свойствам льда с его многочисленными фазовыми переходами, к числу которых, вероятно, можно отнести и внезапную текучесть глин ( типа монтмориллонита) под давлением. Однако исследование каркасных гидратов в указанном плане только начинается, и полученные результаты в отношении глин и особенно белков демонстрируют в данной области исключительную плодотворность методики ЯМР с использованием техники анализа узких дублетов. [36]
Повышение Т кипения воды с увеличением давления используется в кастрюлях-скороварках. А вот на понижении Т плавления льда с ростом давления стоит остановиться подробнее. Это явление характерно только для льда, так как при превращении воды в лед увеличивается объем. Плотность льда ( 0 9168 г / см3) меньше плотности воды ( 0 99984 г / см3), и лед в итоге плавает на воде. Отсюда можно понять, что такое, казалось бы, безобидное свойство льда имеет грандиозное значение для всего живого, находящегося в воде. [37]
Лед 1 гексагонален, каждый атом кислорода в решетке расположен в центре тетраэдра, в вершинах которого находятся соседние атомы О. Расстояния О-О равны 2 76 А ( ср. Каждая молекула Н2О связана с четырьмя соседними водородными связями. В элементарную ячейку входят четыре молекулы. Это свойство льда не уникально, им обладают также кристаллы алмаза, кремния и германия, имеющие сходное строение. [38]
Есть и еще более удивительная вещь: горячий лед. Ми привыкли думать, что вода в твердом состоянии не-может сущеетвовать при температуре выше О СС. Исследования английского физика Бридншена показали, что это не ак: под весьма значительным давлением вода переходит в твердое состояние и остается такой при температуре - значительно выше О С. В. ообще Бриджмен показал, что может существовать не один сорт льда, а несколько. Но прикосновение к нему невозможно: лед № 5 образуется под давлением мощного пресса в толстостенном сосуде из лучшей стали. Увидеть его или взять в руки нельзя, и о свойствах горячего льда у знают лишь-косвенным образам. [39]