Описание эксперимента

Описание эксперимента

Исследование миграции рассола в отдельных блоках. Для имитации столбчатой структуры арктического морского льда резервуар, в котором производилось замораживание, был сконструирован таким образом, что охлаждение происходило с верхней поверхности. Бидон емкостью 22 галлона, покрытый пятидюймовым слоем, на 3Д своего объема заполнялся 3,5%-ным раствором NaCl и с открытой крышкой помещался в холодильную камеру при -40° С. Через 7 дней резервуар извлекали из холодильника и вынимали из него намороженный слой льда. Для отбора образцов (на которых производились опыты по изучению миграции рассола) из ледяной болванки общей толщиной 7 дюймов вырезалась нижняя часть; таким образом получались цилиндрические ледяные диски толщиной 1-5 дюймов.

Из отобранных дисков вырезались затем пластинки размером 4X1X1 дюйма. Половина образцов вырезалась так, что их длинные оси были параллельны длинным осям столбиков во льду. В другой половине образцов длинная ось была перпендикулярна линии ориентировки кристаллов.

Каждый этап эксперимента заключался в том, что в прибор для исследования миграции закладывалось 56 образцов, переложенных между собой полистиролом (для предупреждения горизонтальной миграции). Верхняя поверхность пакета образцов регулируемым устройством нагревалась до -5° С, в то время как у нижней его поверхности поддерживалась температура -20±1,5°С. При извлечении образцов из прибора для анализов пенопластовый блок вынимается вместе с ними и во время работы с образцами располагается слева от них для выравнивания температурных градиентов во время работы во всех образцах. Каждый образец разрезался на восемь частей размером по 0,5x1X1 дюйм, которые подвергались анализу на содержание С1~ титрованием AgN03.

Наблюдения под микроскопом. Чтобы исследовать  миграцию отдельной капли рассола при наличии температурного градиента, была сконструирована камера. В одиночной тонкой пластинке размером 4X1,5X0,5 дюйма устанавливался градиент от -5 до -20° С. Камера закреплялась под микроскопом с нитевидным отверстием для наблюдения. Отдельные капли рассола подвергались исследованию в течение периодов времени 1-56 час. Чтобы рассол не растворял лед, пластинки время от времени ставили в холодильную камеру, а влияние посторонних температурных градиентов исключалось измерением движения капель вдоль центральной линии образца.

Миграция в образцах, взятых из мелкозернистого льда. Быстро замороженный при температуре -40° С 3,5%-ный раствор NaCl образует мелкозернистый лед. Чтобы во время замораживания не происходило расслоения, образцы намораживались дифференцированно. Для этого были разработаны два способа. Первый заключался в том, что в вертикальную трубу, температура внутри которой достигала -40° С, небольшими порциями по 5 мл вливался охлажденный до 0°С раствор NaCl, который при этом быстро замерзал. При втором способе труба с налитым в нее раствором устанавливалась горизонтально; во время замораживания труба поворачивалась и лед намерзал концентрическими слоями.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.