Замерзание морской воды
Морская вода замерзает при температурах ниже нуля градусов. Чем больше соленость морской воды, тем ниже температура ее замерзания. Это можно видеть из следующей таблицы:
| Соленость в °/00 | Соленость в °/00 | Температура замерзания (в градусах) | |
| 0 (пресная вода) | 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 |
Эта таблица показывает, что увеличение солености на 2 °/ 00 понижает температуру замерзания приблизительно на одну десятую градуса.
Для того чтобы начала замерзать вода с океанической соленостью 35 °/ 00 , ее нужно охладить ниже нуля почти на два градуса.
Выпадая на незамерзшую пресную речную воду, обычный снег с температурой таяния, равной нулю градусов, как правило, тает. Если же этот самый снег выпадает на незамерзшую морскую воду с температурой —1°, то он не тает.
Зная соленость воды, можно определить температуру замерзания любого моря, пользуясь приведенной выше таблицей.
Соленость воды Азовского моря зимой около 12 °/ 00 ; следовательно, вода начинает замерзать только при температуре 0°,6 ниже нуля.
В открытой части Белого моря соленость доходит до 25 °/ 00 . Значит, для замерзания вода должна охладиться ниже минус 1°,4.
Вода с соленостью 100 °/ 00 (такую соленость можно встретить в Сивашах, отделенных от Азовского моря Арабатской стрелкой) будет замерзать при температуре минус 6°,1, а в Кара-Богаз-Голе соленость больше 250 °/ 00 , и вода замерзает только тогда, когда ее температура опускается значительно ниже 10° мороза!
Когда соленая морская вода охлаждается до соответствующей температуры замерзания, в ней начинают появляться первичные ледяные кристаллы, имеющие форму очень тонких шестигранных призм, похожих на иглы.
Поэтому их обыкновенно называют ледяными иглами. Первичные ледяные кристаллы, образующиеся в соленой морской воде, не содержат соли, она остается в растворе, увеличивая его соленость. В этом легко убедиться. Собрав ледяные иглы сачком из очень тонкой марли или тюля, надо ополоснуть их пресной водой, чтобы смыть соленую воду, а затем растопить в другой посуде. Получится пресная вода.
Лед, как известно, легче воды, поэтому ледяные иглы всплывают. Их скопления на поверхности воды напоминают по внешнему виду пятна жира на остывшем супе. Эти скопления так и называются салом.
Если мороз усиливается и поверхность моря быстро теряет тепло, то сало начинает смерзаться и при тихой погоде возникает ровная, гладкая, прозрачная ледяная корка, которую поморы, жители нашего северного побережья, называют нилас. Он так чист и прозрачен, что в хижинах, сделанных из снега, его можно употреблять вместо стекла (конечно, если внутри такой хижины нет отопления). Если растопить нилас, то вода окажется соленой. Правда, соленость ее будет ниже, чем воды, из которой образовались ледяные иглы.
Отдельные ледяные иглы не содержат соли, а в образовавшемся из них морском льде появляется соль. Это происходит потому, что беспорядочно расположенные ледяные иглы, смерзаясь, захватывают мельчайшие капельки соленой морской воды. Таким образом, в морском льде соль распределяется неравномерно — отдельными включениями.
Соленость морского льда зависит от температуры, при которой он образовался. При небольшом морозе ледяные иглы смерзаются медленно и захватывают мало соленой воды. При сильном морозе ледяные иглы смерзаются гораздо быстрее и захватывают много соленой воды. В этом случае морской лед окажется более соленым.
Когда морской лед начинает таять, то из него прежде всего вытаивают соленые включения. Поэтому старый, многолетний полярный лед, несколько раз «перелетовавший», становится пресным. Полярные зимовщики используют для питьевой воды обычно снег, а когда его нет, то старый морской лед.
Если во время образования льда идет снег, то он, не растаивая, остается на поверхности морской воды, пропитывается ею и, смерзаясь, образует мутный, белесоватый, непрозрачный неровный лед — молодик. И нилас и молодик при ветре и волнении разламываются на куски, которые, сталкиваясь друг с другом, обивают углы и постепенно превращаются в круглые льдины — блинки. Когда волнение ослабевает, блинки смерзаются, образуя сплошной блинчатый лед.
У берегов, на отмелях, морская вода остывает скорее, поэтому лед появляется раньше, чем в открытом море. Обычно лед примерзает к берегам, это припай. Если морозы сопровождаются тихой погодой, припай быстро растет, достигая иногда ширины многих десятков километров. Но сильные ветры и волнения разламывают припай. Оторвавшиеся от него части уплывают по течению, уносятся ветром. Так возникают плавучие льды. В зависимости от размеров они носят различные названия.
Ледяным полем называются плавучие льды площадью более одной квадратной морской мили.
Обломками ледяного поля называют плавучие льды длиной больше одного кабельтова.
Крупнобитый лед короче одного кабельтова, но больше одной десятой кабельтова (18,5 м). Мелкобитый лед не превышает одной десятой кабельтова, а ледяная каша состоит из мелких кусков, кувыркающихся на волнах.
Течения и ветер могут прижать плавучие льдины к припаю или друг к другу. Давление ледяных полей друг на друга вызывает дробление плавучих льдов. При этом обычно создаются нагромождения мелкобитого льда.
Когда одиночная льдина становится на дыбы и в таком положении вмерзает в окружающий лед, она образует ропак. Ропаки, засыпанные снегом, плохо видны с самолета и при посадке могут быть причиной катастрофы.
Часто при давлении ледяных полей образуются ледяные валы — торосы. Иногда торосы достигают высоты в несколько десятков метров. Торосистый лед трудно проходим, особенно для собачьих упряжек. Он представляет собой серьезное препятствие даже для мощных ледоколов.
Обломок тороса, возвышающийся над поверхностью воды и легко уносимый ветром, называется несяком. Несяк, севший на мель, называют стамухой.
Вокруг Антарктиды и в Северном Ледовитом океане встречаются ледяные горы — айсберги. Это обычно обломки материкового льда.
В Антарктиде, как это недавно установили исследователи, айсберги образуются и в море, на материковой отмели. Над поверхностью воды видна лишь часть айсберга. Большая же его доля (около 7/8) находится под водой. Площадь подводной части айсберга всегда гораздо больше, чем надводная. Поэтому айсберги опасны для кораблей.
Теперь айсберги легко обнаруживаются вдали и в тумане посредством точных радиоприборов на корабле. Раньше же были случаи столкновений кораблей с айсбергами. Так погиб, например, в 1912 г. огромный океанский пассажирский пароход «Титаник».
КРУГОВОРОТ ВОДЫ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ
В приполярных зонах вода, остывая, становится более плотной и опускается на дно. Оттуда она медленно сползает к экватору. Поэтому на всех широтах глубинные воды холодные. Даже у экватора придонные воды имеют температуру только 1-2° выше нуля.
Так как от экватора течения уносят теплую воду в умеренные широты, то на ее место из глубины очень медленно поднимается холодная вода. На поверхности она снова прогревается, уходит в приполярные зоны, где остывает, опускается на дно и по дну снова перемещается к экватору.
Таким образом, в океанах существует своеобразный круговорот воды: по поверхности вода движется от экватора в приполярные зоны и по дну океанов — из приполярных зон к экватору. Этот процесс перемешивания воды наряду с другими явлениями, о которых говорилось выше, создает единство Мирового океана.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Дом. задания 1,2
Вопросы и задания для самоподготовки
(обязательные домашние задания, выполняемые в отдельной тетради)
1. Больному капельно (Vкапельницы = 250 мл) ежедневно вводят физиологический раствор (0,9% раствор NaCl). По сколько мг ионов Na + и Cl — было введено за 5 дней?
Ответ: m(Na + ) = 4423 мг; m(Cl — ) = 6816 мг
2. Сколько г NaCl нужно добавить к 92 г 5% раствора NaCl, чтобы w(Na + ) в конечном растворе составила 12 % ?
3. В каком массовом соотношении нужно смешать FeSO4·7Н2О и 9 % раствор FeSO4, чтобы 5 мл полученного раствора содержали 700 мг ионов SO
4. 500 см 3 водного раствора, содержащего106 г карбоната натрия, разбавили водой в два раза. Молярная концентрация карбоната натрия в полученном растворе равна ___ моль/л.
1) 1 2) 0.7 3) 2 4) 0.5
5. Смешали 350 мл 0.05 М раствора HCl и 500 мл раствора с концентрацией HCl 250 ммоль/л. Найти молярную концентрацию полученного раствора.
Ответ: 0,17 моль/л.
6. Каков физический смысл эбулио- и криоскопической постоянных? От каких факторов они зависят?
7. Для повышения температуры кипения воды на 1,04 °C в 500 г воды необходимо растворить ___ г глюкозы (Kэ(H2O) = 0,52 К·кг/моль).
1) 180 2) 360 3) 90 4) 45
8. Наиболее низкой температурой кристаллизации при стандартных условиях будет обладать 5%- ный водный раствор
9. При 20 °C осмотическое давление раствора, в 100 мл которого содержится 6,33 г гематина (красящего вещества крови), равно 243,4 кПа. Молярная масса гематина равна ____ г/моль.
1) 633 2) 316,5 3) 1266 4) 150
10. Морская вода, содержащая 2,5% солей по массе, замерзает при -1,332 °С. Kк(H2O) = 1,86 К·кг/моль. Осмоляльность такой морской воды равна
1) 0,716 моль/кг 2) 0,438 моль/л 3) 0,716 моль/л 4) 0,438 моль/кг
11. В чем заключается явление осмоса? Что такое осмотическое давление? Какие растворы называются изо-, гипер- и гипотоническими?
12. В чем заключаются явления плазмолиза и гемолиза?
13. Осмотическое давление крови равно в норме 740-780 кПа. Осмолярность крови при 37 °С равна _____ моль/л.
1) 0,287‒0,303 2) (2,87‒3,03)·10 -2 3) (2,87‒3,03)·10 -3 4) 2,87‒3,03
14. Какой пар называется насыщенным? От каких факторов зависит давление насыщенного пара?
15. Каков физический смысл изотонического коэффициента? Как он связан со степенью диссоциации?
1. Изменению какой термодинамической функции при изобарно-изотермических условиях равен тепловой эффект реакции? А при изохорно-изотермических?
2. Напишите термохимическое уравнение реакции (с обязательным указанием агрегатных состояний участников), энтальпия которой является энтальпией образования твердого метилэтиламина.
3. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции, уравнение которой 2 NO(г) + 2 H2(г) = N2(г) + 2 H2O(г), при 298 K, если стандартные энтальпии образования при 298 K участников реакции составляют соответственно 91,26; 0,00; 0,00; –241,81 кДж/моль. В ходе этой реакции теплота выделяется или поглощается? Почему?
4. Какие знаки имеют энтропии реакций, уравнения которых
Почему? Какая из этих реакций не может самопроизвольно протекать в изолированной системе? Почему?
5. Рассчитайте стандартную энтропию реакции (см. 3.) при 298 K, если стандартные энтропии участников реакции при 298 K соответственно равны 210,64; 130,52; 191,5; 188,72 Дж/(моль∙К). В ходе этой реакции энтропия системы увеличивается или уменьшается? Почему?
6. Используя результаты, полученные при решении задач 3. и 5., рассчитайте стандартную энергию Гиббса той же реакции при 298 K. Определите, в каком направлении (слева направо или справа налево) термодинамически вероятно самопроизвольное протекание этой реакции в закрытой системе при стандартных условиях и температуре 298 K.
7. Напишите выражения, связывающие равновесные концентрации участников реакции с константой равновесия Kc для реакций, уравнения которых следующие:
8. Значение константы равновесия некоторой реакции при определенных условиях составляет 2,7·10 – 7 . Что преобладает в равновесной смеси – реагенты или продукты? Аргументируйте Ваш ответ.
9. Зависимость между равновесными парциальными давлениями участников гомогенной реакции pi* и константой равновесия Kp имеет следующий вид:
Напишите уравнение этой реакции (с обязательным указанием агрегатных состояний участников).
10. Уравнение реакции 2 NO(г) + O2(г) = 2 NO2(г). Начальная концентрация O2 составляла 0,50 моль/л, а конечная равна 0,05 моль/л. Найдите время реакции, если ее средняя скорость равна 0,015 моль/(л∙с).
11. В каких случаях непосредственно по уравнению реакции можно определить, что она является сложной?
12. Каков физический смысл константы скорости реакции?
13. Скорость реакции разложения равна 1,2∙10 –5 моль/(л∙с) при концентрациях реагента, равных 0,205 моль/л, 0,30 моль/л и 0,82 моль/л. Найдите общий порядок этой реакции и ее константу скорости.
14. При 20 °C молоко скисает за 7 часов, а при 5 °C – за 56 часов. Найдите температурный коэффициент скорости реакции скисания молока.
15. Зависимость константы скорости реакции k от температуры T описывается уравнением ln k = A – B/T. Чему равна энергия активации этой реакции?
Источник
