Вода в реках и озерах подо льдом

[DimaM]

(Оффтоп)

druggist в сообщении #819922 писал(а):

Похоже, направление Energy Harvesting (http://www.energyharvesting.net/
) вполне рентабельно.

Судя по картинке, основное направление там - бесконтактное добывание энергии из ЛЭП. Оно, конечно, рентабельно, пока не поймают.

[druggist]

DimaM в сообщении #819923 писал(а):

Судя по картинке, основное направление там - бесконтактное добывание энергии из ЛЭП. Оно, конечно, рентабельно, пока не поймают.

Прчитал на одном форуме, паренек приладил китайский термомпреобразователь в стояке между трубами гор. и хол. воды, говорил, что заряжал таким способом ноутбук

[Someone]

druggist в сообщении #817787 писал(а):

К своему стыду понял, что не совсем понимаю, почему не замерзает вода в реках и озерах при сильных морозах. Единственное, что приходит на ум: поскольку плотность льда ниже, соответственно, удельный объем выше, то при увеличении толщины льда он начинает "поддавливать" нижележащие слои воды, давление в воде повышается. В соответствие с кривой фаз. равновесия плавление-кристаллизация для воды температура плавления понижается. Вода остается в жидком состоянии. С другой стороны, если просверлить лунку во льду, то никакого фонтана из-за перепада давлений не наблюдается. Может любители подледного лова могут прояснить ситуацию:)?

Лёд оказывает на поверхность воды ровно такое же давление, как и вода, из которой он замёрз, так что давление меняться не должно. Какие-то эффекты могут быть (по разным причинам), но изменение давления в любом случае не настолько велико, чтобы оказать сколько-нибудь заметное влияние на температуру замерзания или вызвать фонтанирование воды из лунки (вероятно, возможны экзотические ситуации).
Всё прочее, по-моему, уже объяснили.

[druggist]

Someone в сообщении #819925 писал(а):

Лёд оказывает на поверхность воды ровно такое же давление, как и вода, из которой он замёрз, так что давление меняться не должно.

А не поясните, почему не должно? Вполне возможен случай, слой льда примерзает к стенкам сосуда и при соответствующем градиенте температур(источник "холода" сверху) его рост должен вызывать увеличение давления, поскольку его удельный объем больше. Конечно, при большой площади поверзности он, очевидно, должен вспучиваться и трескаться

[Someone]

Ну я же оговорку сделал. Насчёт того, что какие-то эффекты могут быть при определённых условиях.

А если лёд просто плавает на поверхности воды, то будет точно так, как я сказал: при таянии льда не меняется ни уровень воды, ни давление. Если Вы на него сверху кирпичей не наложите.

[Munin]

druggist в сообщении #817787 писал(а):

Единственное, что приходит на ум: поскольку плотность льда ниже, соответственно, удельный объем выше, то при увеличении толщины льда он начинает "поддавливать" нижележащие слои воды, давление в воде повышается. В соответствие с кривой фаз. равновесия плавление-кристаллизация для воды температура плавления понижается. Вода остается в жидком состоянии.

Я хочу напомнить, что в начале 20 века в конце 19 века Роберт Вуд очень красивым экспериментом опроверг это мнение. Тогда ходила теория (эксприментально не проверенная), что под крупными ледниками образовывался слой жидкой воды. Вуд сжал лёд под давлением, соответствующим слою в две мили толщиной, но это не привело к его плавлению.

На современной фазовой диаграмме воды жидкая фаза доходит до температуры -21° C, но при давлении 210 МПа = 21 км водяного столба. Вот фазовая диаграмма:


А вот график среднегодовой температуры в Антарктиде (Antarctic Desert) за последние десятилетия:

[druggist]

Someone в сообщении #819932 писал(а):

Если Вы на него сверху кирпичей не наложите.

Если этот слой льда не закреплен по периметру, а свободно плавает, то эфект от кирпичей будет для более менее приличного водоема нулевым, или Вы считаете, что тяжело груженая баржа увеличивает давление в реке?
Вот когда водоем, как говорят, "скован льдом", т.е., закреплен по периметру, и должно, в принципе, при росте толщины льда возникать из-за несжимаемости воды избыточное давление, ограниченное только по чисто "сопроматовским" причинам, т.е., вспучивание в центре водоема, возникновения,сдвиговых "взламывающих" напряжений, превышающих предел прочности льда.

[Munin]

druggist в сообщении #819972 писал(а):

Вот когда водоем, как говорят, "скован льдом", т.е., закреплен по периметру

Не надо приравнивать эти две вещи. Края водоёма - это не стенки металлического резервуара с водой. Обычно они земляные (не имеют прочности на разрыв) и расширяются кверху.

Кроме того, уровень воды в водоёме может существенно меняться. Бывает, что корка льда целиком отстоит от поверхности воды, находится над ней, и под ней может даже намёрзнуть новый лёд, образуя свободное замкнутое пространство; высота его может превышать 1 м.

[EtCetera]

Munin

Munin в сообщении #819946 писал(а):

Тогда ходила теория (эксприментально не проверенная), что под крупными ледниками образовывался слой жидкой воды. Вуд сжал лёд под давлением, соответствующим слою в две мили толщиной, но это не привело к его плавлению.

Я прошу прощения, но как с этим фактом согласуется существование подледных озер, коих известно уже несколько сотен (в одной только Антарктике)?

Munin в сообщении #819946 писал(а):

На современной фазовой диаграмме воды жидкая фаза доходит до температуры -21° C, но при давлении 210 МПа = 21 км водяного столба.

Но ведь при $2\text{--}3\,\text{км}$ и слабом минусе вода также должна пребывать в жидком состоянии.
Кстати, в английском варианте статьи о подледных озерах приведена более подробная (с логарифмической сеткой) диаграмма.

Munin в сообщении #819946 писал(а):

А вот график среднегодовой температуры в Антарктиде (Antarctic Desert) за последние десятилетия:

Подозреваю, что температура на поверхности имеет весьма отдаленное отношение к тому, что происходит под ледяной шубой толщиной в несколько километров.

[Munin]

EtCetera в сообщении #820063 писал(а):

Я прошу прощения, но как с этим фактом согласуется существование подледных озер, коих известно уже несколько сотен (в одной только Антарктике)?

Тепло? Солёность?

EtCetera в сообщении #820063 писал(а):

Но ведь при $2\text{--}3\,\text{км}$ и слабом минусе вода также должна пребывать в жидком состоянии.

Как мы видели, этот слабый минус даже сквозь сантиметры за сезон (несколько месяцев) не пробивается. С учётом коренной зависимости, через километры он должен пройти за какое время?

EtCetera в сообщении #820063 писал(а):

Подозреваю, что температура на поверхности имеет весьма отдаленное отношение к тому, что происходит под ледяной шубой толщиной в несколько километров.

Ну да. Но мне было лень гуглить. Непосредственные измерения, конечно же, есть.

[EtCetera]

Munin в сообщении #820083 писал(а):

Тепло? Солёность?

Тепло $\text{---}$ видимо, да (хотя и не так, чтобы уж очень, порядка единиц градусов ниже нуля на границе "лед-вода"). Соленость $\text{---}$ нет, пресные они (поскольку из растаявшего льда и состоят).

Munin в сообщении #820083 писал(а):

С учётом коренной зависимости, через километры он должен пройти за какое время?

Так и Антарктида не вчера льдом стала покрываться.

[Munin]

EtCetera в сообщении #820110 писал(а):

Так и Антарктида не вчера льдом стала покрываться.

В том-то и дело, что возможно, тёплым. Впрочем, возможно, и нет. Не знаю. Нужны реальные данные о температуре.

[it12345]

GraNiNi в сообщении #817899 писал(а):

Ацетон с водой образует азеотропную смесь содержащую 12% воды, поэтому он (азеотроп) и будет испаряться в первую очередь.
Если в исходной смеси было меньше 12 % воды, то при испарении азеотропа ее количество, наоборот, будет уменьшаться.

Нет ли какой особой специфики в фазовой диаграмме этого азеотропа?
Бывают азеотропы положительные и отрицательные.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B7%D0%B5%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%8C
А вот данный азеотроп, похоже, "нейтральный" - температура кипения азеотропа равна температуре кипения ацетона - 56 Цельсиев.
http://chemistry-chemists.com/N2_2008/P1/ChemistryAndChemists_2_2008-P3.html

[Утундрий]

А вот если снег утрамбовать, то на границе снег-земля образуется ли лёд?

[Munin]

Есть много градаций слежавшегося и уплотнённого снега: наст, фирн, например. Постепенно получится и лёд, вот только, боюсь, утрамбовывать его для этого очень долго и сильно придётся. Попробуйте асфальтовым катком.