Температура замерзания тяжелой воды (D) составляет 3.820С; температура кипения-101.420С. Наибольшая плотность тяжелой воды наблюдается при температуре 11.420С и превышает наибольшую плотность дистиллированной воды на 11% и составляет 1110 кг/м3. Вязкость тяжелой воды больше вязкости обыкновенной воды. А вот поверхностное натяжение у тяжелой воды меньше, чем у обыкновенной. И равно 67.8 10-3 против 72.8 10-3 Н/м при одинаковых условиях- нормальном давлении и 200С (Vinnikov, Proskouryakov, 1988).
Количественный состав вод по солевому составу меняется в зависимости от происхождения и окружающей среды. Имеется масса всяких классификаций вод по их солености. Примем такую классификацию: при концентрации солей до 1 г/кг- пресная вода, от 1 до 24.7 г/кг- солоноватая (brackish), от 24.7 до 47 г/кг- соленая и свыше 47 г/кг-рассолы.
Наименее минерализованными водами являются атмосферные осадки (10-20 мг/кг), далее следуют пресные озера и реки (40-1000 мг/кг). Средняя соленость мирового океана составляет 35 гм/кг, при этом отдельные моря имеют меньшую минерализацию (Черное-15-22 г/кг, Балтийское-8-16 г/кг, Каспийское-5-16 гм/кг). Минерализация подземных вод в условиях избыточного увлажнения вблизи поверхности составляет до 1гм/кг, в засушливых условиях до 100 г/кг. Максимальная концентрация солей наблюдается в бессточных соляных озерах-до 300 г/кг.
В пресных водах обычно преобладают ионы НСО3-, Са2+ и Mg2+, SO42 +, Cl-, Na+ и K+. В высокоминерализованных водах преобладают ионы Cl и Na, реже Mg и очень редко-Са. Прочие элементы содержатся в воде в очень небольших количествах, хотя почти все элементы периодической системы найдены в природных водах. Более подробная информация по этому вопросу будет представлена в разделе о качестве водных ресурсов.
Водяной пар и лед.
Водяной пар значительно легче воздуха. Плотность насыщенного водяного пара при нормальном атмосферном давлении и температуре 0С равен 0.00493 кг/м3, а воздуха-1.293 кг/м3. Удельная теплоемкость пара и воздуха при тех же условиях соответственно равны 2.010 кДж/(кг 0С) и 1.005 кДж/(кг 0С).
Плотность льда, образовавшегося при кристаллизации пресной воды при 0С и нормальном давлении, составляет в среднем 917 кг/м3, т.е. плотность пресноводного льда меньше плотности воды. Плотность льда часто зависит от его структуры, температуры, пористости (наличие пузырьков воздуха) и минерализации. С понижением температуры плотность льда увеличивается, а объем уменьшается. В зависимости от температуры плотность льда можно рассчитать по формуле Вейнберга:
Ρi=917 (1-0.000158t)(1-n) ( )
Where: ρi-плотность пресного льда; t-температура льда, 0С; n-пористость льда.
Лед при приложении давления к толще льда начинает течь (при Р>5 104 Па). Что характерно для ледников, наледей и других массивных накоплений льда. Характеристикой его текучести является коэффициент вязкости (μ), который может быть рассчитан в зависимости от температуры льда (Vinnikov, Poskouryakov, 1988).
Плавление льда при атмосферном давлении происходит при температуре 0.010С. Количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг льда, находящемуся при температуре плавления, для превращения его в воду, называется удельной теплотой плавления. Удельная теплота плавления пресноводного льда при нормальных условиях равна удельной теплоте кристаллизации воды –33.3 104 Дж/кг. Удельная теплота сублимации (возгонки) равна сумме удельной теплоты плавления льда и удельной теплоты испарения воды. При 0С она равна Lsub= 33.3 104 +250 104 =283.3 104 Дж/кг.
Коэффициент теплопроводности льда (λice ) , в среднем, равен 2.24 Вт/(м 0С). С повышением температуры λice незначительно уменьшается. Удельную теплоемкость льда вычисляют по формуле Б.Вейнберга:
С=3.12(1+0.0037t) ( )
Where: t-temperаture of ice.
Коэффициент температуропроводности льда при значениях: ρ=917 кг/м3, удельной теплоемкости с=2.12 кДж/(кг 0С) получаем как: а=λ/(с ρ)=2.24/(2.12*917)=4.1 10-3 м2/ч.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.