Соленая вода может замерзнуть

Почему соленая вода не замерзает

Несмотря на то, что изучением воды люди занимаются на протяжении нескольких столетий, ее свойства до сих пор не изучены. Даже простой вопрос о замерзании воды не имеет однозначного ответа, к примеру соленая вода не замерзает до серьезных отрицательных температур?

Всем известно, что вода замерзает при ноле градусов. Для этого необходимо, чтоб атмосферное давление было равно 760 мм рт. ст. Но так ли это на самом деле? Например, моря и океаны при охлаждении воды до 0С отнюдь не превращаются в ледники.

Объясняется этот феномен довольно просто. Температура замерзания жидкости зависит от многих факторов:

• степени очищения,
• высоты над уровнем моря,
• содержания солей.

Порог замерзания соленой воды находится в прямой зависимости от содержания в ней соли. Чем солонее жидкость, тем более низкая температура требуется для ее замораживания.

При увеличении солености воды до 35 промилле, температура замерзания сдвигается почти на 2С ниже. При образовании морского льда, соль выталкивается кристаллами пресной воды в ячейки незамерзшего раствора. В итоге почти весь рассол, выдавленный из ледяной глыбы, уходит в окружающую воду, при этом кристаллизованная заледеневшая вода почти не содержит соли.

Чтоб морская вода могла замерзнуть, должно соблюдаться одно из двух условий: вода должна находиться близко к поверхности либо чуть ниже должен находиться более соленый слой.

Рыбы давно приспособились к этому необычному свойству воды. Выживание видов рыб в северных морях обеспечивается особыми белками крови, которые препятствуют кристаллизации льда при низких температурах.

Источник

Отвечаем на вопрос: какая вода замерзает скорее — пресная или соленая, и почему?

Пресная и соленая вода – это различные по составу растворы. Их физические свойства различаются. Незначительно, но это влияет на их хозяйственное использование.

Температура замерзания – это одна из ее качественных характеристик. О том, какая вода замерзает быстрее — пресная или соленая, и почему, расскажем в статье.

Какая превратится в лед быстрее?

При одинаковых внешних факторах скорость кристаллизации пресной воды будет выше, чем соленой. При резком охлаждении молекулы воды начинают сцепляться друг с другом, и формируется осколок льда.

Скорость образования льда из питьевой воды при -43°С составляет одну миллионную секунды (0,000001 с). В нормальных условиях кристаллизация пресной воды начинается при 0°С.

Поэтому скорость образования льда в природе, исходя из исследований американских ученых, составляет 2,32 секунды.

Соленая вода не имеет четко установленной температуры замерзания. Этот показатель зависит от концентрации растворенных веществ.

Рассчитать показатели, при которых начинается образование льда можно по формуле:

Результат всегда будет ниже 0 градусов. Кроме этого, механизм образования льда такого раствора отличается от процессов, проходящих в питьевой воде.

Сравнительные показатели

Наличие примесей существенно влияет на физические свойства вещества:

• Изменяется плотность,
• температурные режимы,
• поведение при переходах из одного агрегатного состояния в другое.

Температура замерзания

Минерализация питьевой воды составляет 0,1%, поэтому температура замерзания 0 градусов Цельсия. Концентрация минеральных добавок в соленой воде варьируется. Температуру замерзания рассчитывают по формуле t3 = -0,0545*S, то есть изменение происходит на -0,54°С на каждые 10 промилле солености.

Например, при минерализации раствора равной 24,7 промилле (морская вода) показатель равен -1,33°С. В Мертвом море насыщенность минеральными добавками достигает 350 промилле. Вода в нем будет кристаллизоваться при -19° Цельсия.

Почему несоленая замерзнет при 0 градусов, а соленая – меньше 0 градусов?

Соленые и пресные воды отличаются по составу. Это 2 различных раствора. Они отличаются по физическим показателям. Поэтому температуры кристаллизации отличаются.

Факторы и их влияние

На начало процесса образования льда в питьевой воде оказывает влияние 2 фактора – процент растворенных минеральных веществ и давление.

Если понизить давление, то процесс кристаллизации замедлится. При изменении показателя на 1 атмосферу температура повышается на 0,01°C.

Факторы, влияющие на температуру образования льда из соленой воды:

• концентрация минеральных веществ;
• внешние условия – погода, наличие ветра, лабораторные условия или естественная среда.

Как происходит кристаллизация в различных растворах?

Процесс кристаллизации жидкости отличается в зависимости от степени ее минерализации:

Пресная – после образования начального кристалла льда начинается хаотическое изменение ее агрегатного состояния. Могут сформироваться шестиугольный и кубический лед.

Они состоят из гексаэдров с атомами кислорода в вершине, но относительное расположение колец отличается. Кубический лед встречается на высоте несколько тысяч метров

Соленая – при достижении температуры замерзания образуются ледяные иглы. Часть минеральных веществ остается в образующихся кристаллических структурах. Минерализация такого льда в 4 раза меньше исходного раствора.

Дальнейший процесс зависит от внешних факторов. Соленая вода замерзает, начиная от края емкости, в центре образуется непрозрачный стержень. В нем содержится большая часть минеральных добавок. Эта часть замерзает последней.

Если процесс идет в естественных условиях, то верхняя охлажденная часть будет опускаться вниз. На поверхность поднимаются теплые потоки.

Видео по теме статьи

Какая вода замерзнет быстрее — соленая или пресная, видео-эксперимент:

Заключение

Сравнивать скорость замерзания пресной и соленой воды некорректно. Так как это разные растворы с различными физическими характеристиками.

В одинаковых условиях лед в емкости с первой образуется раньше, чем в пробирке со второй. Ведь их способы и механизмы кристаллизации различны, как и плотность растворов.

Источник

Может ли соленая вода замерзнуть на холоде? ..

Морская вода — естественный водный раствор различных солей, в котором основную массу составляют ионы натрия, магния, калия, кальция, хлора, серы, а также содержатся взвешенные твёрдые частицы, растворенные газы, некоторые органические соединения.
Присутствие в морской воде растворённых солей влияет на температуру замерзания воды.
Морская вода, имеющая среднюю для океанов соленость (3,5%), замерзает при -1,9 градусов Цельсия.
При температуре замерзания морская вода приобретает наибольшую плотность.

Или Ваш вопрос о температуре воздуха, при которой замерзают моря? — при сильных и длительных морозах.

В природе встречалось не раз, когда моря полностью замерзали. Не только Средиземное, но и Чёрное море целиком замерзало, последний раз в 17 веке.
В 739 г. замерзал Босфор, в 763— 764 гг. Чёрное море и Дарданеллы покрылись 75-сантиметровым слоем льда.
В 859 году Адриатическое море так замёрзло, что в Венецию можно было проходить пешком. Это явление повторилось, в 1210-1211 В Венеции по замерзшему Адриатическому морю ходили обозы.
В 1010 — 1011 годах морозы сковали турецкое побережье Чёрного моря. Ужасные холода достигли Африки, где низовье реки Нил было покрыто льдом (в Ниле пресная вода, но это Африка!) .
В XX веке в зиму 1953-1954 годов на обширной территории от Атлантики до Урала с ноября по апрель лютовала стужа, замёрзла северная часть Чёрного и вся акватория Азовского морей.
В 1985 и 2002 г. г. из-за сильных холодов замерзла лагуна Венеции (Адриатика) , гондолы вмерзли в лёд.

Источник

При какой температуре замерзает морская вода

Вода в морях и океанах очень сильно отличается от речной и озерной. Она соленая – и это определяет многие ее свойства. От этого фактора зависит и температура замерзания морской воды. Она не равняется 0 °C, как в случае с пресной водой. Чтобы покрыться льдом, морю требуется мороз покрепче.

Влияние солености

Сказать однозначно, при какой температуре замерзает морская вода, невозможно, так как этот показатель зависит от степени ее солености. В разных местах мирового океана она разная.

Самое соленое – Красное море. Здесь концентрация соли в воде достигает 41‰ (промилле). Меньше всего соли в водах Балтийского залива – 5‰. В Черном море этот показатель равен 18‰, а в Средиземном – 26‰. Соленость Азовского моря – 12‰. А если брать в среднем, соленость морей составляет 34,7‰.

Чем выше соленость, тем больше должна охладиться морская вода для перехода в твердое состояние.

Это хорошо видно из таблицы:

Соленость, ‰	Температура замерзания, °C	Соленость, ‰	Температура замерзания, °C
0 (пресная вода)	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

Там, где соленость еще выше, как, например, в озере Сиваш (100 ‰), заливе Кара-Богаз-Гол (250 ‰), в Мертвом море (свыше 270 ‰), вода может замерзнуть только при очень большом минусе – в первом случае – при -6,1 °C, во втором – ниже -10 °C.

За средний же показатель для всех морей можно принять -1,9 °C.

Этапы замерзания

Очень интересно наблюдать, как замерзает морская вода. Она не покрывается сразу равномерной ледяной коркой, как пресная. Когда часть ее превращается в лед (а он пресный), остальной объем становится еще более соленым, и для его замерзания требуется еще более крепкий мороз.

Виды льда

По мере охлаждения в море образуется лед разных видов:

Если море еще не замерзло, но очень близко к этому, и в это время выпадает снег, он при соприкосновении с поверхностью не тает, а пропитывается водой и образует вязкую кашеобразную массу, которая называется снежурой. Смерзаясь, эта каша превращается в шугу, которая очень опасна для кораблей, попавших в шторм. Из-за нее палуба мгновенно покрывается ледяной коркой.

Когда столбик термометра достигает нужной для замерзания отметки, в море начинают образовываться ледяные иглы – кристаллы в форме очень тонких шестигранных призм. Собрав их сачком, смыв с них соль и растопив, вы обнаружите, что они пресные.

Сначала иглы растут горизонтально, потом они принимают вертикальное положение, и на поверхности видны только их основания. Они напоминают пятна жира в остывшем супе. Поэтому лед на этой стадии называют салом.

Когда еще больше холодает, сало начинает смерзаться и образует ледяную корку, такую же прозрачную и хрупкую, как стекло. Такой лед называют нилас, или склянка. Он соленый, хотя и образован из пресных игл. Дело в том, что во время смерзания иглы захватывают мельчайшие капли окружающей соленой воды.

Только в морях наблюдается такое явление, как плавучие льды. Возникает оно потому, что вода здесь быстрее остывает у берегов. Образующийся там лед примерзает к береговой кромке, почему и получил название припай. По мере усиления морозов во время тихой погоды он быстро захватывает новые территории, достигая порой десятков километров в ширину. Но стоит подняться сильному ветру – и припай начинает разламываться на куски различной величины. Эти льдины, часто огромных размеров (ледяные поля), разносятся ветром и течением по всему морю, создавая проблемы судам.

Температура таяния

Тает морской лед не при той же температуре, при которой замерзает морская вода, как можно было бы подумать. Он менее соленый (в среднем в 4 раза), поэтому его превращение обратно в жидкость начинается раньше достижения этой отметки. Если средний показатель замерзания морской воды – -1,9 °C, то среднее значение температуры таяния образовавшегося из нее льда – -2,3 °C.

Замерзание солёной воды: Видео

Источник

Правда ли, что лед из морской воды пресный? (2 фото)

Свойства морского льда

Из-за наличия соли морская вода начинает замерзать при температуре от -2,3 до -1,8 градусов Цельсия. Образованный лед называется “ниласом” и является более пластичным, чем из пресной жидкости. Он также обладает пористой структурой, ухудшающей его механические свойства.

Интересный факт: морской лед полностью прозрачный, но в него часто попадают примеси в виде соляного рассола, пыли и пузырьков воздуха, из-за чего он хуже пропускает солнечные лучи.

Морской лед обладает теплопроводностью, которая в пять раз выше, чем у жидкости. Однако на разных участках этот параметр отличается. Это связано с пористостью и имеющейся солью. Чем больше воздушных пузырьков и рассола осталось внутри льда, тем меньше его теплопроводность.

На планете есть участки, где морской лед присутствует круглогодично: Арктика, северные области Ледовитого океана, моря Уэдделла, Амундсена. В некоторых местах Земли поверхность воды замерзает лишь в период холодов: Азовское, Балтийское, Каспийское, Охотское моря. Также есть территории, где присутствуют дрейфующие льды, приплывающие по течению: море Гренландии, области Южного океана, где имеются айсберги.

Является ли лед из морской воды пресным?

На самом деле, лед из морской воды не является пресным, но уровень содержания соли в нем гораздо ниже, чем в жидкости, из которой он появился. Когда температура падает, плотность воды начинает увеличиваться. И в определенный момент она замерзает. В течение этого процесса внутри жидкости образуются области с разной соленостью.

Те участки, где уровень соли выше, постепенно стекают вниз. Более пресные остаются на наверху и превращаются в корку. Можно предположить, что вода под твердеющей поверхностью буквально вымывает из нее соляной рассол. У новообразованного льда количество соли примерно в три раза меньше, чем у морской воды и составляет 3-8 (колеблется от 0 до 15) промилле.

Морской лед является не таким соленым, как вода. В процессе замерзания соленый рассол стекает вниз мимо затвердевших кристаллов пресной жидкости. Из-за этого содержание соли во льду в три раза меньше, чем в воде.

Источник