«Теплофизические характеристики морского льда.

«Теплофизические характеристики морского льда. » Подготовила: Чеботарева Е. С. 2 курс, 4 группа

Теплофизические свойства. n Теплопроводность n Теплоемкость n Теплота плавления (кристаллизации).

Теплопроводность Средняя удельная теплопроводность морского льда примерно в пять раз выше, чем у воды, и в восемь раз выше, чем у снега, и составляет около 2, 1 Вт/м·градус, но к нижней и верхней поверхностям льда может уменьшаться из-за увеличения солёности и роста количества пор.

Важной теплофизической характеристикой морского льда является его теплопроводность А, характеризующая поток тепла через лед в направлении, обратном градиенту температуры. Различные компоненты морского льда обладают различной способностью проводить тепло. Наибольшей теплопроводностью обладают кристаллы льда. По оценкам В. В. Шулейкина , их теплопроводность Лк равна 2, 22 Вт/(м>град). Теплопроводность рассола Лр примерно в 4 раза меньше Лк, а молекулярная теплопроводность пузырьков воздуха Лв на два порядка меньше Ак. Поэтому с повышением солености и пористости льда его способность проводить тепло уменьшается.

Теплоемкость Теплоёмкость морского льда приближается к теплоёмкости пресного льда с понижением температуры льда, когда солевой рассол вымерзает. С ростом солёности, а следовательно, увеличением массы рассола, теплоёмкость морского льда всё больше зависит от теплоты фазовых преобразований, то есть изменений температуры. Эффективная теплоёмкость льда увеличивается с повышением его солёности и температуры.

Теплоемкости пресного льда и рассола сравнительно слабо зависят от температуры, и по результатам экспериментальных определений они представляются формулами с = (2, 12 -f-0, 0078 Г°С) Дж/(г • К), Ср =(4, 19— 4, 55 ■ 10 -з 5 р) Дж/(г. К). Наиболее существенный вклад в эффективную теплоемкость морского льда вносит теплота фазовых преобразований пресной воды. Строго говоря, теплота, выделяемая или поглощаемая при фазовых преобразованиях рассола, не является собственно теплоемкостью, но она играет ту же роль, что и теплоемкость, при изменениях температуры льда в результате его теплообмена с окружающей средой. Поэтому эта теплота и включена в теплоемкость.

Теплота плавления (кристаллизации) Теплота плавления (кристаллизации) морского льда колеблется от 150 до 397 к. Дж/кг в зависимости от температуры и солёности (с повышением температуры или солёности теплота плавления понижается).

Энергия, необходимая для плавления 1 г морского льда (Дж) S%o Т>с 0 1 2 4 6 8 -0, 5 335 300 '264 194 124 53 -1, 0 336 318 301 266 230 195 -2, 0 338 329 320 302 284 264 -3, 0 340 334 328 316 303 291

n Сравнение приведенных в таблице значений показывает, что при плавлении пресного льда требуется сравнительно неболь шой приток энергии для повышения его температуры до точки плавления и большое количество энергии на само плавление. У морского же льда фазовые переходы происходят не скачком, а постепенно, и поэтому на повышение температуры, особенно при высокой солености, требуется значительно больший, чем у пресного, приток энергии.