Плотность чистого льда при 0°C и при давлении 0,1 МПа составляет 916,8 кг/м³, но в зависимости от условий образования льда, температуры, структуры, наличия различных примесей лёд может иметь плотность от 760 до 950 кг/м³. Коэффициент сжимаемости равен 2·10Б-5. Температура плавления чистого льда при давлении 0,1 МПа равна 0°С. В свою очередь увеличение давления на 0,1 МПа приводит к понижению точки плавления на 0,0075°С. Коэффициент линейного расширения равен 5,07·10-5в диапазоне температур от -5 до -10°С.
Теплоёмкость льда при постоянном давлении равна:
2,1172647 + 2,7000084·t, (Дж/кг·°С), где t - температура (с учётом знака).
Коэффициент теплопроводности:
Кл = 2,219004·(1 + 0,62802·t), (Вт/м·°С)
Разница коэффициентов теплопроводности для -20 и 0°С составляет всего 3%, поэтому коэффициент теплопроводности принимается постоянным Кл=2,219 (Вт/м·°С) или Кл=0,0053 (кал/см·с·°С).
Прочность льда.
В различных литературных источниках приводятся данные по прочности льда, большой разброс этих данных объясняется тем, что прочность льда зависит не только от температуры, но и от ряда других факторов: наличие примесей, структуры, скорости приложения нагрузки и др. Кроме того, во льду постоянно происходит процесс рекристаллизации путём перемещения границы между кристаллами, изменении формы и размеров кристаллов.
Пористость льда как твёрдость и прочность зависит от плотности льда, чем больше плотность льда, тем меньше пористость. В таблице 1 представлены данные пористости льда.
Таблица 1 - Зависимость пористости льда от плотности
| Плотность, г/см3 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | | Пористость, % | 89 | 78 | 67 | 56 | 46 | 35 | 24 | 13 | 2 |
На основании наблюдений определено, что плотность и пористость льда связаны зависимостью
где q - пористость; ρ0- плотность монолитного льда; ρ - плотность исследуемого льда.
Главной особенностью льда является то, что в обычных условиях он находится при температурах, близких к температуре плавления, поэтому содержит некоторое количество жидкой фазы, которая действует как смазка при скольжении кристаллов друг относительно друга.
Кроме того, лёд не вступает в химические реакции с другими веществами, и не образует твёрдых, неразрушимых материалов.
|
