Термическое расширение. Солепостное сжатие

Удельный объем (плотность) морской воды, как следует из уравнения (4.8), зависит от температуры, благодаря термическому расширению, выраженному через коэффициент а, и солености, из-за соленостного сжатия, определяемого коэффициентом р.

Поэтому знание термического расширения и соленостного сжатия необходимо для исследования тех явлений, при которых происходит изменение удельного объема. В частности, при изучении таких процессов в океане, как распространение звука, формирование вертикальной устойчивости вод и т. д.

Значение коэффициентов а (4.2) и Р (4.3) в зависимости от температуры, солености и давления можно получить, дифференцируя формулы (4.14), определяющие pSTp по УС-80, по температуре и солености, и разделив затем результат на pSTp [1]. Итак, имеем:

На рис. 4.6 и 4.7 показаны зависимости коэффициентов термического расширения а и соленостного сжатия р от температуры, солености и давления.

Из рис. 4.6 видно, что коэффициент а увеличивается с возрастанием всех трех параметров, причем температура воды играет в этом процессе наибольшую роль. При атмосферном давлении изолинии коэффициента термического расширения практически прямолинейны, а расстояния между изолиниями увеличиваются с повышением температуры. Увеличение а означает, что для изменения единицы удельного объема (плотности) морской воды достаточно меньших изменений в температуре.

Отметим также, что на рис. 4.6а видна область, где значения коэффициента а отрицательны, т. е. в которой плотность воды с увеличением температуры воды увеличивается, а удельный объем соответственно уменьшается. Аномальная область термического сжатия на диаграмме лежит ниже изолинии а=0, совпадающей с линией наибольших значений плотности.

Зависимость коэффициента термического рас- ширения 10 а ГС) от солености и температуры при атмосферном давлении (а), давления и температуры при 5=35 епс (б)

Рис. 4.6. Зависимость коэффициента термического рас- ширения 104 а ГС1) от солености и температуры при атмосферном давлении (а), давления и температуры при 5=35 епс (б)

Давление, дбар

Изолинии коэффициента соленостного сжатия р, в отличие от коэффициента термического расширения, криволинейны, особенно в области низких соленостей (рис. 4.7). При этом значения

Р в океаническом диапазоне меняются лишь приблизительно на 20% (6,85—8,15-1 О*4 епс1).

Зависимость коэффициента соленостного сжатия 10ф (епс) от солености и температуры при атмосферном давлении (а), давления и температуры при S=35 епс (б)

Рис. 4.7. Зависимость коэффициента соленостного сжатия 104ф (епс1) от солености и температуры при атмосферном давлении (а), давления и температуры при S=35 епс (б)

Численно Р в области океанских соленостей в зависимости от температуры воды от 2,5 до 15 раз больше, чем а. Это означает, например, что изменения солености на единицу приводят к таким же изменениям плотности морской воды, что и изменения температуры воды на 2,5-=-15° С.

Коэффициент соленостного сжатия (3 уменьшается с увеличением как солености, так температуры и давления.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >