Das Wasser in den Meeren und Ozeanen unterscheidet sich stark von Fluss- und Seewasser. Es ist salzig – und das bestimmt viele seiner Eigenschaften. Auch der Gefrierpunkt von Meerwasser hängt von diesem Faktor ab. Sie ist nicht gleich 0 °C wie bei Süßwasser. Um mit Eis bedeckt zu sein, braucht das Meer einen stärkeren Frost.

Es ist unmöglich, eindeutig zu sagen, bei welcher Temperatur Meerwasser gefriert, da dieser Indikator vom Grad seines Salzgehalts abhängt. An verschiedenen Orten des Weltmeeres ist es anders.

Am salzigsten ist das Rote Meer. Hier erreicht die Salzkonzentration im Wasser 41 ‰ (ppm). Die geringste Menge an Salz in den Gewässern des Baltischen Meerbusens beträgt 5 ‰. Im Schwarzen Meer beträgt diese Zahl 18‰ und im Mittelmeer 26‰. Der Salzgehalt des Asowschen Meeres beträgt 12 ‰. Und wenn wir den Durchschnitt nehmen, beträgt der Salzgehalt der Meere 34,7‰.

Je höher der Salzgehalt, desto stärker muss das Meerwasser abkühlen, um fest zu werden.

Dies ist deutlich aus der Tabelle ersichtlich:

Salzgehalt, ‰	Gefrierpunkt, °C	Salzgehalt, ‰	Gefrierpunkt, °C
0 (Süßwasser)		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

Wo der Salzgehalt noch höher ist, wie zum Beispiel im Sivash-See (100 ‰), in der Kara-Bogaz-Gol-Bucht (250 ‰), im Toten Meer (über 270 ‰), kann Wasser nur bei einem sehr großen Minus gefrieren - im ersten Fall - bei -6,1 °C, im zweiten - unter -10 °C.

Als durchschnittlicher Indikator für alle Meere können -1,9 ° C angenommen werden.

Gefrierphasen

Es ist sehr interessant zu beobachten, wie Meerwasser gefriert. Es ist nicht wie Süßwasser sofort mit einer gleichmäßigen Eiskruste bedeckt. Wenn ein Teil davon zu Eis wird (und es frisch ist), wird der Rest des Volumens noch salziger und es ist ein noch stärkerer Frost erforderlich, um es einzufrieren.

Eisarten

Wenn sich das Meer abkühlt, bilden sich verschiedene Eisarten:

• Schneesturm;
• Schlamm;
• Nadeln;
• Salo;
• Nils.

Wenn das Meer noch nicht gefroren ist, sich aber sehr nahe daran befindet und zu diesem Zeitpunkt Schnee fällt, schmilzt es nicht, wenn es mit der Oberfläche in Kontakt kommt, sondern ist mit Wasser gesättigt und bildet eine zähflüssige breiige Masse, die Schnee genannt wird. Beim Gefrieren verwandelt sich dieser Brei in Schlamm, der für Schiffe, die in einen Sturm geraten, sehr gefährlich ist. Dadurch wird das Deck sofort mit einer Eiskruste bedeckt.

Wenn das Thermometer die zum Einfrieren erforderliche Marke erreicht, beginnen sich im Meer Eisnadeln zu bilden - Kristalle in Form von sehr dünnen sechseckigen Prismen. Wenn Sie sie mit einem Netz sammeln, das Salz abwaschen und sie schmelzen, werden Sie feststellen, dass sie fad sind.

Zuerst wachsen die Nadeln horizontal, dann nehmen sie eine vertikale Position ein und nur ihre Basis ist auf der Oberfläche sichtbar. Sie ähneln Fettflecken in einer kalten Suppe. Daher wird Eis in diesem Stadium Schmalz genannt.

Wenn es noch kälter wird, beginnt das Fett zu gefrieren und bildet eine Eiskruste, durchsichtig und zerbrechlich wie Glas. Solches Eis wird Nilas oder Flasche genannt. Es ist salzig, obwohl es aus ungesäuerten Nadeln gebildet wird. Tatsache ist, dass die Nadeln beim Gefrieren die kleinsten Tropfen des umgebenden Salzwassers auffangen.

Nur in den Meeren gibt es ein Phänomen wie schwimmendes Eis. Er entsteht, weil das Wasser hier vor der Küste schneller abkühlt. Das dort gebildete Eis friert bis zum Küstenrand zu, weshalb es Festeis genannt wurde. Wenn sich der Frost bei ruhigem Wetter verstärkt, erobert er schnell neue Gebiete und erreicht manchmal eine Breite von mehreren zehn Kilometern. Doch sobald ein starker Wind aufkommt, beginnt das Festeis in unterschiedlich große Stücke zu zerbrechen. Diese oft riesigen Eisschollen (Eisfelder) werden von Wind und Strömung durch das Meer getragen und verursachen Probleme für Schiffe.

Schmelztemperatur

Meereis schmilzt nicht bei derselben Temperatur, bei der Meerwasser gefriert, wie man meinen könnte. Es ist weniger salzig (im Durchschnitt 4-mal), daher beginnt seine Rückverwandlung in Flüssigkeit früher als diese Marke erreicht wird. Liegt der durchschnittliche Gefrierpunkt von Meerwasser bei -1,9 °C, so liegt die durchschnittliche Schmelztemperatur des daraus gebildeten Eises bei -2,3 °C.

Einfrieren von Salzwasser: Video

Bei welcher Temperatur gefriert Wasser? Es scheint - die einfachste Frage, die sogar ein Kind beantworten kann: Der Gefrierpunkt von Wasser bei normalem Atmosphärendruck von 760 mm Hg beträgt null Grad Celsius.

Wasser ist jedoch (trotz seiner extrem weiten Verbreitung auf unserem Planeten) die mysteriöseste und am wenigsten verstandene Substanz, daher erfordert die Antwort auf diese Frage eine detaillierte und begründete Diskussion.

• In Russland und Europa wird die Temperatur auf der Celsius-Skala gemessen, deren höchster Wert 100 Grad beträgt.
• Der amerikanische Wissenschaftler Fahrenheit entwickelte eine eigene Skala mit 180 Teilungen.
• Es gibt eine andere Einheit zur Temperaturmessung - Kelvin, benannt nach dem englischen Physiker Thomson, der den Titel Lord Kelvin erhielt.

Zustände und Arten von Gewässern

Wasser auf dem Planeten Erde kann drei Hauptaggregationszustände annehmen: flüssig, fest und gasförmig, die sich in verschiedene Formen umwandeln können, die gleichzeitig miteinander koexistieren (Eisberge in Meerwasser, Wasserdampf und Eiskristalle in Wolken am Himmel, Gletscher und frei -fließende Flüsse).

Abhängig von den Eigenschaften von Herkunft, Verwendungszweck und Zusammensetzung kann Wasser sein:

• frisch;
• Mineral;
• nautisch;
• Trinken (hier schließen wir Leitungswasser ein);
• Regen;
• aufgetaut;
• brackig;
• strukturiert;
• destilliert;
• deionisiert.

Das Vorhandensein von Wasserstoffisotopen macht Wasser:

1. hell;
2. schwer (Deuterium);
3. superschwer (Tritium).

Wir alle wissen, dass Wasser weich und hart sein kann: Dieser Indikator wird durch den Gehalt an Magnesium- und Calciumkationen bestimmt.

Jede der aufgeführten Arten und Aggregatzustände von Wasser hat seinen eigenen Gefrier- und Schmelzpunkt.

Gefrierpunkt von Wasser

Warum gefriert Wasser? Normales Wasser enthält immer eine gewisse Menge an Schwebstoffen mineralischen oder organischen Ursprungs. Das können kleinste Lehm-, Sand- oder Hausstaubpartikel sein.

Wenn die Umgebungstemperatur auf bestimmte Werte sinkt, übernehmen diese Partikel die Rolle von Zentren, um die herum sich Eiskristalle zu bilden beginnen.

Auch Luftblasen sowie Risse und Beschädigungen an den Gefäßwänden, in denen sich Wasser befindet, können zu Kristallisationskeimen werden. Die Geschwindigkeit der Wasserkristallisation wird maßgeblich von der Anzahl dieser Zentren bestimmt: Je mehr davon, desto schneller gefriert die Flüssigkeit.

Unter normalen Bedingungen (bei normalem Atmosphärendruck) beträgt die Temperatur des Phasenübergangs von Wasser vom flüssigen in den festen Zustand 0 Grad Celsius. Bei dieser Temperatur gefriert das Wasser auf der Straße.

Warum gefriert heißes Wasser schneller als kaltes Wasser?

Heißes Wasser gefriert schneller als kaltes Wasser – dieses Phänomen bemerkte Erasto Mpemba, ein Schuljunge aus Tanganjika. Seine Experimente mit Masse zur Herstellung von Speiseeis zeigten, dass die Gefriergeschwindigkeit der erhitzten Masse viel höher ist als die der kalten.

Einer der Gründe für dieses interessante Phänomen, das als "Mpemba-Paradoxon" bezeichnet wird, ist die höhere Wärmeübertragung einer heißen Flüssigkeit sowie das Vorhandensein einer größeren Anzahl von Kristallisationskernen darin im Vergleich zu kaltem Wasser.

Hängen der Gefrierpunkt von Wasser und die Höhe zusammen?

Bei einer Druckänderung, die häufig mit unterschiedlichen Höhen verbunden ist, beginnt sich der Gefrierpunkt von Wasser radikal vom Standard zu unterscheiden, der für normale Bedingungen charakteristisch ist.
Die Kristallisation von Wasser in der Höhe erfolgt bei folgenden Temperaturwerten:

• paradoxerweise gefriert Wasser in 1000 m Höhe bei 2 Grad Celsius;
• in 2000 Metern Höhe geschieht dies bereits bei 4 Grad Celsius.

Die höchste Gefriertemperatur des Wassers in den Bergen wird in einer Höhe von über 5.000.000 Metern beobachtet (z. B. im Fann-Gebirge oder im Pamir).

Wie wirkt sich Druck auf den Prozess der Wasserkristallisation aus?

Versuchen wir, die Dynamik von Änderungen des Gefrierpunkts von Wasser mit Druckänderungen zu verknüpfen.

• Bei einem Druck von 2 atm gefriert Wasser bei einer Temperatur von -2 Grad.
• Bei einem Druck von 3 atm beginnt die Temperatur von -4 Grad Celsius, Wasser zu gefrieren.

Mit erhöhtem Druck sinkt die Temperatur zu Beginn des Wasserkristallisationsprozesses und der Siedepunkt steigt. Bei niedrigem Druck ergibt sich ein diametral entgegengesetztes Bild.

Deshalb ist es in hohen Bergen und einer verdünnten Atmosphäre sehr schwierig, sogar Eier zu kochen, da das Wasser im Topf bereits bei 80 Grad kocht. Es ist klar, dass es bei dieser Temperatur einfach unmöglich ist, Essen zu kochen.

Bei hohem Druck findet der Prozess des Eisschmelzens unter den Kufen der Schlittschuhe auch bei sehr niedrigen Temperaturen statt, aber ihm ist es zu verdanken, dass die Schlittschuhe auf der Eisoberfläche gleiten.

Auf ähnliche Weise wird das Einfrieren von Kufen schwer beladener Schlitten in den Geschichten von Jack London erklärt. Schwere Schlitten, die Druck auf den Schnee ausüben, bringen ihn zum Schmelzen. Das entstehende Wasser erleichtert ihr Gleiten. Aber sobald die Schlitten anhalten und längere Zeit an einer Stelle verweilen, friert das verdrängte Wasser gefrierend die Kufen an der Straße ein.

Kristallisationstemperatur wässriger Lösungen

Als ausgezeichnetes Lösungsmittel reagiert Wasser leicht mit verschiedenen organischen und anorganischen Substanzen und bildet eine Masse manchmal unerwarteter chemischer Verbindungen. Natürlich friert jeder von ihnen bei unterschiedlichen Temperaturen ein. Lassen Sie uns dies in eine visuelle Liste aufnehmen.

• Der Gefrierpunkt einer Alkohol-Wasser-Mischung hängt vom prozentualen Anteil beider Komponenten ab. Je mehr Wasser der Lösung zugesetzt wird, desto näher an Null liegt ihr Gefrierpunkt. Befindet sich mehr Alkohol in der Lösung, beginnt der Kristallisationsprozess bei Werten nahe -114 Grad.

  Es ist wichtig zu wissen, dass Wasser-Alkohol-Lösungen keinen festen Gefrierpunkt haben. Normalerweise sprechen sie von der Temperatur des Beginns des Kristallisationsprozesses und der Temperatur des endgültigen Übergangs in den festen Zustand.

  Zwischen dem Beginn der Bildung der ersten Kristalle und der vollständigen Erstarrung der Alkohollösung liegt ein Temperaturintervall von 7 Grad. Der Gefrierpunkt von Wasser mit einer Alkoholkonzentration von 40% im Anfangsstadium beträgt also -22,5 Grad, und der endgültige Übergang der Lösung in die feste Phase erfolgt bei -29,5 Grad.

Der Gefrierpunkt von Wasser mit Salz hängt eng mit dem Grad seines Salzgehalts zusammen: Je mehr Salz in der Lösung ist, desto niedriger ist die Position der Quecksilbersäule, die gefriert.

Um den Salzgehalt von Wasser zu messen, wird eine spezielle Einheit verwendet - "ppm". Wir haben also festgestellt, dass der Gefrierpunkt von Wasser mit zunehmender Salzkonzentration sinkt. Lassen Sie uns dies anhand eines Beispiels erläutern:

Der Salzgehalt des Meerwassers beträgt 35 ppm, während der durchschnittliche Gefrierwert 1,9 Grad beträgt. Der Salzgehalt des Schwarzmeerwassers beträgt 18-20 ppm, sodass es bei einer höheren Temperatur im Bereich von -0,9 bis -1,1 Grad Celsius gefriert.

• Der Gefrierpunkt von Wasser mit Zucker (für eine Lösung mit einer Molalität von 0,8) beträgt -1,6 Grad.
• Der Gefrierpunkt von Wasser mit Verunreinigungen hängt weitgehend von ihrer Menge und der Art der Verunreinigungen ab, aus denen die wässrige Lösung besteht.
• Der Gefrierpunkt von Wasser mit Glycerin hängt von der Konzentration der Lösung ab. Eine Lösung mit 80 ml Glycerin gefriert bei -20 Grad, wenn der Glyceringehalt auf 60 ml reduziert wird, beginnt der Kristallisationsprozess bei -34 Grad und der Beginn des Einfrierens einer 20% igen Lösung beträgt minus fünf Grad. Wie Sie sehen können, gibt es in diesem Fall keine lineare Beziehung. Um eine 10% ige Glycerinlösung einzufrieren, reicht eine Temperatur von -2 Grad aus.
• Der Gefrierpunkt von Wasser mit Soda (gemeint ist Ätzalkali oder Ätznatron) bietet ein noch mysteriöseres Bild: Eine 44%ige Ätzlösung gefriert bei +7 Grad Celsius und 80% bei +130.

Einfrieren von Frischwasser

Der Prozess der Eisbildung in Süßwasserreservoirs findet in einem etwas anderen Temperaturregime statt.

• Der Gefrierpunkt von Wasser in einem See liegt genau wie der Gefrierpunkt von Wasser in einem Fluss bei null Grad Celsius. Das Gefrieren der saubersten Flüsse und Bäche beginnt nicht an der Oberfläche, sondern am Grund, auf dem sich Kristallisationskeime in Form von Bodenschlammpartikeln befinden. Baumstümpfe und Wasserpflanzen sind zunächst mit einer Eiskruste bedeckt. Sobald das Bodeneis an die Oberfläche steigt, friert der Fluss sofort durch.
• Gefrorenes Wasser am Baikalsee kann manchmal auf Minustemperaturen abkühlen. Dies geschieht nur in seichtem Wasser; Die Wassertemperatur kann in diesem Fall Tausendstel und manchmal Hundertstel eines Grads unter Null liegen.
• Die Temperatur des Baikalwassers unter der Kruste der Eisdecke überschreitet in der Regel +0,2 Grad nicht. In den unteren Schichten steigt sie allmählich auf +3,2 am Boden des tiefsten Beckens an.

Gefrierpunkt von destilliertem Wasser

Kann destilliertes Wasser gefrieren? Denken Sie daran, dass zum Gefrieren von Wasser einige Kristallisationszentren enthalten sein müssen, bei denen es sich um Luftblasen, Schwebeteilchen sowie Schäden an den Wänden des Behälters handeln kann, in dem es sich befindet.

Destilliertes Wasser, das völlig frei von Verunreinigungen ist, hat keine Kristallisationskeime und beginnt daher bei sehr niedrigen Temperaturen zu gefrieren. Der anfängliche Gefrierpunkt von destilliertem Wasser liegt bei -42 Grad. Den Wissenschaftlern gelang es, destilliertes Wasser auf -70 Grad zu unterkühlen.

Wasser, das sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt war, aber nicht kristallisiert ist, wird als „unterkühlt“ bezeichnet. Sie können eine Flasche destilliertes Wasser in den Gefrierschrank stellen, eine Unterkühlung erreichen und dann einen sehr effektiven Trick demonstrieren - siehe Video:

Indem Sie sanft auf eine Flasche klopfen, die Sie aus dem Kühlschrank genommen haben, oder indem Sie ein kleines Stück Eis hineinwerfen, können Sie zeigen, wie es sich sofort in Eis verwandelt, das wie längliche Kristalle aussieht.

Destilliertes Wasser: gefriert diese gereinigte Substanz oder nicht unter Druck? Ein solcher Prozess ist nur unter speziell geschaffenen Laborbedingungen möglich.

Gefrierpunkt von Salzwasser

3.2. MEERES-EIS

Alle unsere Meere, mit seltenen Ausnahmen, sind im Winter mit Eis unterschiedlicher Dicke bedeckt. Insofern ist in einem Teil des Meeres die Navigation in der kalten Jahreshälfte schwierig, in dem anderen stoppt sie und kann nur mit Hilfe von Eisbrechern durchgeführt werden. Somit stört das Einfrieren der Meere den normalen Betrieb der Flotte und der Häfen. Daher sind für einen qualifizierteren Betrieb der Flotte, Häfen und Offshore-Strukturen gewisse Kenntnisse über die physikalischen Eigenschaften von Meereis notwendig.

Meerwasser hat im Gegensatz zu Süßwasser keinen bestimmten Gefrierpunkt. Die Temperatur, bei der sich Eiskristalle (Eisnadeln) zu bilden beginnen, hängt vom Salzgehalt des Meerwassers S ab. Es wurde experimentell festgestellt, dass der Gefrierpunkt von Meerwasser nach folgender Formel bestimmt (berechnet) werden kann: t 3 \u003d -0,0545 S. Bei einem Salzgehalt von 24,7 % entspricht der Gefrierpunkt der Temperatur der höchsten Dichte des Meerwassers (-1,33 °C). Dieser Umstand (Meerwassereigenschaft) ermöglichte es, Meerwasser nach dem Salzgehalt in zwei Gruppen einzuteilen. Wasser mit einem Salzgehalt von weniger als 24,7% wird als Brack bezeichnet und erreicht beim Abkühlen zunächst die Temperatur der höchsten Dichte und gefriert dann, d.h. verhält sich wie Süßwasser, bei dem die Temperatur der höchsten Dichte 4 °C beträgt. Wasser mit einem Salzgehalt von mehr als 24,7 °/00 wird als Meerwasser bezeichnet.

Die Temperatur bei der höchsten Dichte liegt unter dem Gefrierpunkt. Dies führt zum Auftreten einer konvektiven Vermischung, die das Gefrieren des Meerwassers verzögert. Das Gefrieren verlangsamt sich auch aufgrund der Versalzung der Oberflächenwasserschicht, die beim Auftreten von Eis beobachtet wird, da beim Gefrieren von Wasser nur ein Teil der darin gelösten Salze im Eis verbleibt, während ein erheblicher Teil davon im Wasser verbleibt , was seinen Salzgehalt und damit die Dichte der Oberflächenwasserschicht erhöht und dadurch den Gefrierpunkt senkt. Im Durchschnitt ist der Salzgehalt von Meereis viermal geringer als der Salzgehalt von Wasser.

Wie entsteht Eis in Meerwasser mit einem Salzgehalt von 35°/00 und einem Gefrierpunkt von -1,91°C? Nachdem die Oberflächenwasserschicht auf die oben angegebene Temperatur abgekühlt ist, nimmt ihre Dichte zu und das Wasser sinkt nach unten, während wärmeres Wasser aus der darunter liegenden Schicht aufsteigt. Das Mischen wird fortgesetzt, bis die Temperatur der gesamten Wassermasse in der oberen aktiven Schicht auf -1,91 ° C fällt. Dann erscheinen nach einer gewissen Unterkühlung des Wassers unter dem Gefrierpunkt Eiskristalle (Eisnadeln) auf der Oberfläche.

Es bilden sich Eisnadeln nicht nur auf der Meeresoberfläche, sondern über die gesamte Dicke der Mischschicht. Allmählich gefrieren die Eisnadeln und bilden Eisflecken auf der Meeresoberfläche, die im Aussehen gefrorenem Eis ähneln. Salo. Farblich unterscheidet es sich kaum von Wasser.

Wenn Schnee auf die Meeresoberfläche fällt, wird der Prozess der Eisbildung beschleunigt, da die Oberflächenschicht entsalzt und gekühlt wird, zusätzlich werden fertige Kristallisationskeime (Schneeflocken) in das Wasser eingebracht. Wenn die Wassertemperatur unter 0°C liegt, dann schmilzt der Schnee nicht, sondern bildet eine zähflüssige, breiige Masse, die sogenannte Brei schneebedeckt. Schmalz und Schneebälle zerbrechen unter dem Einfluss von Wind und Wellen in Stücke von weißer Farbe, genannt Schlamm. Bei weiterer Verdichtung und Gefrieren der ursprünglichen Eisarten (Eisnadeln, Schmalz, Schlamm, Matsch) bildet sich auf der Meeresoberfläche eine dünne, elastische Eiskruste, die sich leicht auf einer Welle biegt und beim Zusammendrücken gezackte Schichten bildet, genannt Nils. Nilas hat eine matte Oberfläche und eine Dicke von bis zu 10 cm, unterteilt in dunkle (bis 5 cm) und helle (5-10 cm) Nilas.

Wenn die Oberflächenschicht des Meeres stark entsalzt ist, wird die Meeresoberfläche bei weiterer Abkühlung des Wassers und ruhigem Meereszustand durch direktes Einfrieren oder durch Eisfett mit einer dünnen glänzenden Kruste bedeckt. genannt Flasche. Die Flasche ist transparent, wie Glas, bricht leicht bei Wind oder Wellen, ihre Dicke beträgt bis zu 5 cm.

Auf einer leichten Welle aus Eisfett, Schlamm oder Schnee sowie als Folge des Brechens einer Flasche und Nilas mit großer Dünung, einem sogenannten Pfannkuchen-Eis. Es hat eine überwiegend runde Form mit einem Durchmesser von 30 cm bis 3 m und einer Dicke von bis zu etwa 10 cm, mit erhöhten Kanten aufgrund des Aufpralls von Eisschollen aufeinander.

In den meisten Fällen beginnt die Eisbildung in Küstennähe mit dem Auftreten von Ufern (ihre Breite beträgt 100-200 m von der Küste entfernt), die sich allmählich ins Meer ausbreiten schnelles Eis. Festeis und Festeis beziehen sich auf unbewegliches Eis, dh auf Eis, das sich entlang der Küste bildet und unbeweglich bleibt, wo es am Ufer, an der Eiswand, an der Eisbarriere befestigt ist.

Die Oberseite von jungem Eis ist meistens glatt oder leicht wellig, während die Unterseite dagegen sehr uneben ist und in manchen Fällen (ohne Strömung) wie ein Gestrüpp aus Eiskristallen aussieht. Im Winter nimmt die Dicke des jungen Eises allmählich zu, seine Oberfläche ist mit Schnee bedeckt und die Farbe ändert sich aufgrund der aus ihm abfließenden Sole von grau nach weiß. Junges Eis mit einer Dicke von 10-15 cm wird als junges Eis bezeichnet grau, und einer Dicke von 15-30 cm - grau-weiß. Mit einer weiteren Zunahme der Eisdicke nimmt das Eis eine weiße Farbe an. Meereis, das einen Winter überdauert hat und eine Dicke von 30 cm bis 2 m hat, wird allgemein als weiß bezeichnet Eis im ersten Jahr, die unterteilt ist in dünn(Dicke von 30 bis 70 cm), Durchschnitt(von 70 bis 120 cm) und dick(mehr als 120 cm).

In Gebieten des Weltozeans, wo das Eis im Sommer keine Zeit zum Schmelzen hat und ab Beginn des nächsten Winters wieder zu wachsen beginnt und am Ende des zweiten Winters seine Dicke zunimmt und bereits mehr als 2 m beträgt, wird genannt Zwei Jahre Eis. Eis, das seit mehr als zwei Jahren existiert Staude genannt, seine Dicke beträgt mehr als 3 m. Es hat eine grünlich-blaue Farbe und mit einer großen Beimischung von Schnee und Luftblasen eine weißliche Farbe und ein glasiges Aussehen. Durch Verdichtung aufgefrischtes und verdichtetes mehrjähriges Eis nimmt mit der Zeit eine blaue Farbe an. Meereis wird nach seiner Beweglichkeit in Festeis (Festeis) und Treibeis eingeteilt.

Treibeis wird in Form (Größe) unterteilt Pfannkucheneis, Eisfelder, kleines gebrochenes Eis(Stück Meereis mit weniger als 20 m Durchmesser), geriebenes Eis(gebrochenes Eis mit weniger als 2 m Durchmesser), nesyak(ein großer Hügel oder eine Gruppe zusammengefrorener Hügel, bis zu 5 m über dem Meeresspiegel), eisig(in das Eisfeld eingefrorene Eisstücke), Eisbrei(Ansammlung von Treibeis, bestehend aus Bruchstücken anderer Eisformen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 2 m). Eisfelder wiederum werden je nach horizontaler Ausdehnung unterteilt in:

Riesige Eisfelder mit über 10 km Durchmesser;

Ausgedehnte Eisfelder mit einem Durchmesser von 2 bis 10 km;

Große Eisfelder, 500 bis 2000 m breit;

Fragmente von Eisfeldern mit einem Durchmesser von 100 bis 500 m;

Grob gebrochenes Eis mit einem Durchmesser von 20 bis 100 m.

Ein sehr wichtiges Merkmal für die Navigation ist die Konzentration von Treibeis. Unter Konzentration versteht man das Verhältnis der tatsächlich mit Eis bedeckten Fläche der Meeresoberfläche zur Gesamtfläche der Meeresoberfläche, auf der sich Treibeis befindet, ausgedrückt in Zehnteln.

In der UdSSR wurde eine 10-Punkte-Eiskonzentrationsskala eingeführt (1 Punkt entspricht 10% der mit Eis bedeckten Fläche), in einigen Ländern (Kanada, USA) - 8 Punkte.

Hinsichtlich der Konzentration wird Treibeis wie folgt charakterisiert:

1. Komprimiertes Treibeis. Treibeis mit einer Konzentration von 10/10 (8/8) und kein Wasser ist sichtbar.

2. Gefrorenes festes Eis. Treibeis bei 10/10 (8/8) Kohäsion und zusammengefrorene Eisschollen.

3. Sehr kohäsives Eis. Treibeis mit einer Konzentration von mehr als 9/10, aber weniger als 10/10 (7/8 bis 8/8).

4. Geschlossenes Eis. Treibeis mit einer Konzentration von 7/10 bis 8/10 (6/8 bis 7/8), bestehend aus Eisschollen, die größtenteils miteinander in Kontakt stehen.

5. Wenig Eis. Treibeis mit einer Konzentration von 4/10 bis 6/10 (3/8 bis 6/8), bei einer großen Anzahl von Brüchen berühren sich die Eisschollen normalerweise nicht.

6. Seltenes Eis. Treibeis, in dem die Konzentration 1/10 bis 3/10 (1/8 bis 3/8) beträgt und eine Fläche klaren Wassers das Eis dominiert.

7. Eisschollen trennen. Eine große Wasserfläche, die Meereis mit einer Konzentration von weniger als 1/10 (1/8) enthält. In Abwesenheit von Eis sollte dieser Bereich aufgerufen werden reines Wasser.

Treibeis ist unter dem Einfluss von Wind und Strömungen in ständiger Bewegung. Jede Änderung des Windes über einer mit Treibeis bedeckten Fläche bewirkt eine Änderung der Eisverteilung: Je größer, desto stärker und länger wirkt der Wind.

Langzeitbeobachtungen der Winddrift von Packeis haben gezeigt, dass die Eisdrift direkt vom verursachenden Wind abhängig ist, nämlich: Die Richtung der Eisdrift weicht im Norden um ca. 30° nach rechts von der Windrichtung ab Hemisphäre und links auf der Südhalbkugel ist die Driftgeschwindigkeit mit einem Windgeschwindigkeits-Windkoeffizienten von ungefähr 0,02 (r = 0,02) verbunden.

Im Tisch. Abbildung 5 zeigt die berechneten Werte der Eisdriftgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit.

Tabelle 5

Die Drift einzelner Eisschollen (kleine Eisberge, ihre Bruchstücke und kleine Eisfelder) unterscheidet sich von der Drift von festem Eis. Seine Geschwindigkeit ist größer, da der Windkoeffizient von 0,03 auf 0,10 ansteigt.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von Eisbergen (im Nordatlantik) bei frischem Wind liegt zwischen 0,1 und 0,7 Knoten. Der Abweichungswinkel ihrer Bewegung von der Windrichtung beträgt 30-40 °.

Die Praxis der Eisnavigation hat gezeigt, dass die unabhängige Navigation eines gewöhnlichen Seeschiffs bei einer Treibeiskonzentration von 5-6 Punkten möglich ist. Für Schiffe mit großer Tonnage und schwachem Rumpf und für alte Schiffe beträgt die Zusammenhaltsgrenze 5 Punkte, für Schiffe mit mittlerer Tonnage in gutem Zustand 6 Punkte. Für Schiffe der Eisklasse kann diese Grenze auf bis zu 7 Punkte und für eisbrechende Transportschiffe auf bis zu 8-9 Punkte erhöht werden. Die angegebenen Grenzen der Treibeispassierbarkeit sind aus der Praxis für mittelschweres Eis abgeleitet. Beim Segeln in schwerem mehrjährigem Eis sollten diese Grenzen um 1-2 Punkte reduziert werden. Bei guter Sicht ist die Navigation in Eiskonzentrationen bis zu 3 Punkten für Schiffe jeder Klasse möglich.

Wenn es notwendig ist, durch ein mit Treibeis bedecktes Meeresgebiet zu navigieren, muss berücksichtigt werden, dass es einfacher und sicherer ist, die Eiskante gegen den Wind zu betreten. Das Betreten des Eises mit Rücken- oder Seitenwind ist gefährlich, da Bedingungen für den Eishaufen geschaffen werden, die zu Schäden an der Bordwand oder an der Bilge führen können.

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Wenn Sie bemerken, dann gefriert das Meerwasser bei Temperaturen weit unter Null Grad. Warum passiert das? Es hängt alles von der Konzentration des darin enthaltenen Salzes ab. Je höher er ist, desto niedriger ist der Gefrierpunkt. Im Durchschnitt senkt eine Erhöhung des Salzgehalts von Wasser um zwei ppm seinen Gefrierpunkt um ein Zehntel Grad. Beurteilen Sie also selbst, wie hoch die Umgebungstemperatur sein sollte, damit sich auf der Meeresoberfläche eine dünne Eisschicht mit einem Salzgehalt von 35 ppm bildet. Mindestens zwei Grad unter Null sollte es sein.

Das gleiche Asowsche Meer mit einem Salzgehalt von 12 ppm gefriert bei einer Temperatur von minus 0,6 Grad. Gleichzeitig bleibt der daneben liegende Sivash ungefroren. Die Sache ist, dass der Salzgehalt seines Wassers 100 ppm beträgt, was bedeutet, dass für die Eisbildung hier mindestens sechs Grad Frost benötigt werden. Damit die Oberfläche des Weißen Meeres, wo der Salzgehalt des Wassers 25 ppm erreicht, mit Eis bedeckt ist, muss die Temperatur auf minus 1,4 Grad sinken.

Das Überraschendste ist, dass in einem auf minus ein Grad abgekühlten Meerwasser Schnee nicht schmilzt. Er schwimmt einfach weiter darin, bis er sich in ein Stück Eis verwandelt. Aber ins gekühlte Süßwasser zu steigen, verbirgt er sofort.

Der Prozess des Gefrierens von Meerwasser hat seine eigenen Eigenschaften. Zunächst beginnen sich primäre Eiskristalle zu bilden, die dünnen durchsichtigen Nadeln unglaublich ähnlich sind. In ihnen ist kein Salz. Es wird aus den Kristallen herausgepresst und verbleibt im Wasser. Wenn wir solche Nadeln sammeln und in einer Art Schüssel schmelzen, erhalten wir frisches Wasser.

Brei aus Eisnadeln, äußerlich einem riesigen Fettfleck ähnlich, schwimmt auf der Meeresoberfläche. Daher sein ursprünglicher Name - Salo. Bei einem weiteren Temperaturabfall gefriert das Fett und bildet eine glatte und transparente Eiskruste, die Nilas genannt wird. Im Gegensatz zu Schmalz enthält Nilas Salz. Sie erscheint darin, während sie Fett einfriert und mit Nadeln Meerwassertröpfchen einfängt. Es ist ein ziemlich chaotischer Prozess. Deshalb ist Salz im Meereis in der Regel ungleichmäßig in Form von einzelnen Einschlüssen verteilt.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Salzmenge im Meereis von der Temperatur der umgebenden Luft abhängt, die zum Zeitpunkt seiner Bildung stattfand. Bei leichtem Frost ist die Bildungsrate von Nilas gering, die Nadeln nehmen wenig Meerwasser auf, daher ist der Salzgehalt des Eises gering. Bei kaltem Wetter ist die Situation genau umgekehrt.

Wenn Meereis schmilzt, kommt als erstes Salz heraus. Infolgedessen wird es allmählich fad.

Junge Naturforscher werden immer wieder von scheinbar einfachen Fragen heimgesucht. Bei welcher Temperatur gefriert Meerwasser normalerweise? Jeder weiß, dass null Grad nicht ausreichen, um die Meeresoberfläche in eine gute Eisbahn zu verwandeln. Aber bei welcher Temperatur passiert das?

Woraus besteht Meerwasser?

Wie unterscheidet sich der Inhalt der Meere von Süßwasser? Der Unterschied ist nicht so groß, aber trotzdem:

• Viel mehr Salz.
• Magnesium- und Natriumsalze überwiegen.
• Die Dichte unterscheidet sich leicht, innerhalb weniger Prozent.
• In der Tiefe kann sich Schwefelwasserstoff bilden.

Der Hauptbestandteil von Meerwasser, egal wie vorhersehbar es klingen mag, ist Wasser. Aber anders als das Wasser von Flüssen und Seen ist es enthält große Mengen an Natrium- und Magnesiumchloriden.

Der Salzgehalt wird auf 3,5 ppm geschätzt, aber um deutlicher zu sein - auf 3,5 Tausendstel Prozent der Gesamtzusammensetzung.

Und selbst diese nicht gerade beeindruckende Zahl verleiht dem Wasser nicht nur einen spezifischen Geschmack, sondern macht es auch ungenießbar. Es gibt keine absoluten Kontraindikationen, Meerwasser ist kein Gift oder eine toxische Substanz, und nach ein paar Schlucken passiert nichts Schlimmes. Es wird möglich sein, über die Folgen zu sprechen, wenn eine Person mindestens den ganzen Tag unterwegs ist.Außerdem umfasst die Zusammensetzung des Meerwassers:

1. Fluor.
2. Brom.
3. Kalzium.
4. Kalium.
5. Chlor.
6. Sulfate.
7. Gold.

Zwar sind all diese Elemente prozentual viel weniger als Salze.

Warum kann man Meerwasser nicht trinken?

Wir haben dieses Thema bereits kurz angerissen, schauen wir uns das etwas genauer an. Zusammen mit Meerwasser gelangen zwei Ionen in den Körper - Magnesium und Natrium.

Natrium	Magnesium
Beteiligt sich an der Aufrechterhaltung des Wasser-Salz-Gleichgewichts, eines der Hauptionen zusammen mit Kalium.	Die Hauptwirkung liegt auf dem zentralen Nervensystem.
Mit steigender Zahl N / A im Blut wird Flüssigkeit aus den Zellen freigesetzt.	Sehr langsam aus dem Körper ausgeschieden.
Alle biologischen und biochemischen Prozesse sind gestört.	Ein Überschuss im Körper führt zu Durchfall, der die Austrocknung verschlimmert.
Die menschlichen Nieren können mit so viel Salz im Körper nicht fertig werden.	Vielleicht die Entwicklung von Nervenstörungen, unzureichender Zustand.

Man kann nicht sagen, dass ein Mensch all diese Substanzen nicht braucht, aber der Bedarf immer innerhalb gewisser Grenzen passt. Nachdem Sie ein paar Liter eines solchen Wassers getrunken haben, gehen Sie zu weit über ihre Grenzen hinaus.

Der dringende Bedarf für die Verwendung von Meerwasser kann sich jedoch heute nur bei den Opfern von Schiffbrüchen ergeben.

Was bestimmt den Salzgehalt von Meerwasser?

Eine etwas höhere Figur sehen 3,5 ppm , könnten Sie denken, dass dies eine Konstante für jedes Meerwasser auf unserem Planeten ist. Aber alles ist nicht so einfach, der Salzgehalt hängt von der Region ab. Je weiter nördlich die Region liegt, desto größer ist dieser Wert.

Der Süden hingegen rühmt sich nicht so salziger Meere und Ozeane. Natürlich haben alle Regeln ihre Ausnahmen. Der Salzgehalt in den Meeren ist normalerweise etwas niedriger als in den Ozeanen.

Was ist die geografische Aufteilung im Allgemeinen? Es ist nicht bekannt, Forscher halten es für selbstverständlich, es gibt alles. Vielleicht sollte die Antwort in den früheren Perioden der Entwicklung unseres Planeten gesucht werden. Nicht zu der Zeit, als das Leben geboren wurde – viel früher.

Wir wissen bereits, dass der Salzgehalt des Wassers von folgenden Faktoren abhängt:

1. Magnesiumchlorid.
2. Natriumchlorid.
3. andere Salze.

Vielleicht waren die Vorkommen dieser Substanzen in einigen Teilen der Erdkruste etwas größer als in benachbarten Regionen. Andererseits hob niemand die Meeresströmungen auf, früher oder später musste sich das allgemeine Niveau einpendeln.

Ein kleiner Unterschied hängt also höchstwahrscheinlich mit den klimatischen Eigenschaften unseres Planeten zusammen. Nicht die unbegründeteste Meinung, wenn man sich an die Fröste erinnert und was genau bedenkt Wasser mit hohem Salzgehalt gefriert langsamer.

Meerwasserentsalzung.

Von Entsalzung hat jeder zumindest ein wenig gehört, manche erinnern sich jetzt sogar an den Film „Water World“. Wie realistisch ist es, in jedes Haus einen solchen tragbaren Brenner zu stellen und das Problem des Trinkwassers für die Menschheit für immer zu vergessen? Immer noch Fiktion, nicht Realität.

Auf die aufgewendete Energie kommt es an, denn für einen effizienten Betrieb werden riesige Kapazitäten benötigt, nicht weniger als ein Atomreaktor. Nach diesem Prinzip arbeitet eine Entsalzungsanlage in Kasachstan. Die Idee wurde auch auf der Krim eingereicht, aber die Leistung des Sewastopol-Reaktors reichte für solche Mengen nicht aus.

Vor einem halben Jahrhundert, vor zahlreichen Atomkatastrophen, konnte man noch davon ausgehen, dass ein friedliches Atom in jedes Haus eindringen würde. Es gab sogar einen Slogan. Aber es ist bereits klar, dass kein Einsatz von nuklearen Mikroreaktoren:

• Bei Haushaltsgeräten.
• Bei Industrieunternehmen.
• Im Auto- und Flugzeugbau.
• Und ja, innerhalb der Stadtgrenzen.

Im nächsten Jahrhundert nicht zu erwarten. Die Wissenschaft mag einen weiteren Sprung machen und uns überraschen, aber bisher sind dies nur die Fantasien und Hoffnungen sorgloser Romantiker.

Ab welcher Temperatur kann Meerwasser gefrieren?

Aber die Hauptfrage ist noch nicht beantwortet. Wir haben bereits gelernt, dass Salz das Gefrieren von Wasser verlangsamt, das Meer wird nicht bei Null, sondern bei Minustemperaturen mit einer Eiskruste bedeckt. Doch wie weit darf das Thermometer auf Minus gehen, damit die Bewohner der Küstenregionen nicht das gewohnte Rauschen der Brandung hören, wenn sie ihre Häuser verlassen?

Um diesen Wert zu bestimmen, gibt es eine spezielle Formel, die nur für Spezialisten komplex und verständlich ist. Es hängt vom Hauptindikator ab - Salzgehalt. Aber da wir einen Durchschnittswert für diesen Indikator haben, können wir auch den durchschnittlichen Gefrierpunkt finden? Ja natürlich.

Wenn Sie für eine bestimmte Region nicht alles bis auf ein Hundertstel berechnen müssen, erinnere dich an die Temperatur von -1,91 Grad.

Es mag scheinen, dass der Unterschied nicht so groß ist, nur zwei Grad. Aber bei jahreszeitlichen Temperaturschwankungen kann dies eine große Rolle spielen, wenn das Thermometer mindestens auf 0 fällt. Es wäre nur 2 Grad kühler, die Bewohner des gleichen Afrikas oder Südamerikas könnten Eis in Küstennähe sehen, aber leider. Wir glauben jedoch nicht, dass sie von einem solchen Verlust sehr verärgert sind.

Ein paar Worte zu den Ozeanen.

Und was ist mit den Ozeanen, Süßwasserreserven, Verschmutzungsgraden? Versuchen wir es herauszufinden:

1. Die Ozeane stehen immer noch still, ihnen ist nichts passiert. In den letzten Jahrzehnten ist der Wasserspiegel gestiegen. Vielleicht ist dies ein zyklisches Phänomen, oder vielleicht schmelzen die Gletscher tatsächlich.
2. Frisches Wasser ist auch mehr als genug, es ist zu früh, darüber in Panik zu geraten. Wenn es zu einem weiteren globalen Konflikt kommt, diesmal mit dem Einsatz von Atomwaffen, können und werden wir wie in Mad Max für die Einsparung von Feuchtigkeit beten.
3. Der letzte Punkt ist sehr beliebt bei Naturschützern. Und Sponsoring ist nicht so schwer zu bekommen, Konkurrenten zahlen immer für schwarze PR, besonders wenn es um Ölgesellschaften geht. Aber sie sind es, die den größten Schaden in den Gewässern der Meere und Ozeane anrichten. Ölförderung und Notsituationen sind nicht immer kontrollierbar und die Folgen sind jedes Mal katastrophal.

Aber die Ozeane haben einen Vorteil gegenüber der Menschheit. Es wird ständig aktualisiert, und seine tatsächliche Selbstreinigungsfähigkeit ist nur sehr schwer einzuschätzen. Höchstwahrscheinlich wird er in der Lage sein, die menschliche Zivilisation zu überleben und ihren Niedergang in einem völlig akzeptablen Zustand zu sehen. Nun, dann hat das Wasser Milliarden von Jahren Zeit, um sich von all den "Geschenken" zu befreien.

Es ist sogar schwer vorstellbar, wer wissen muss, bei welcher Temperatur Meerwasser gefriert. Eine allgemeinbildende Tatsache, aber für wen sie in der Praxis wirklich nützlich ist, ist eine Frage.

Videoexperiment: Meerwasser gefrieren