Давление внешних сил на поверхность льда

Давление внешних сил на поверхность льда

Давление внешних сил на поверхность льда и вызванные им напряжения во льду в разных точках неодинаковы, поэтому Ар, так же как и AT, в разных местах на ледяной поверхности могут иметь различные значения. Поэтому, когда лед находится под действием упругих напряжений, он не имеет определенного давления пара и точно фиксированной точки плавления, так как в разных точках ледяной массы значения этих параметров различны.

Поскольку составляющая силы, которая вызывает упругие деформации, гораздо меньше, чем Е и G, значения функций становятся по сравнению с ними пренебрежимо малыми. Следовательно, при условии, что не исчезает, функцией или и в скобках уравнений можно пренебречь.

Кривизна ледяной поверхности как причина сублимационных преобразований. Благодаря наличию поверхностного натяжения лед в любом виде всегда находится в упруго-напряженном состоянии, даже в том случае, если он не подвергается действию каких-либо дополнительных сил. Следовательно, поверхностное натяжение приходится считать одной из внешних сил, упоминавшихся в предыдущем разделе статьи. Хотя это значительно усложняет систему сил, действующих на лед, у его поверхности все силы будут иметь общую составляющую равную -а/С, если считать, что у выпуклой поверхности кривизна К положительна, а у вогнутой отрицательна. Тогда в соответствии с тем, что было отмечено в конце предыдущего раздела,

Таким образом, форма цилиндра непрерывно изменяется. Математическое исследование вопроса приводит к выводу, что радиус цилиндра г изменяется со временем в соответствии.

Цепочки ледяных зерен, составляющих ледяную решетку снега, имеют нечто общее с таким ледяным цилиндром, а именно их толщина непостоянна и изменяется от точки к точке. Характер изменения, показанный в уравнении (5), можно использовать для определения качественных преобразований, происходящих в снеге. Однако рассмотрение вопроса с количественной точки зрения показывает, что такое толкование не может быть достаточно точным.

Тогда наименьшее значение получается равным 6 годам для а = 0,05 мм и 48 годам для а = 0,1 мм при 0°С, если при расчетах принять, что поверхностное натяжение льда а составляет 90 дин/см, а диффузионная константа D для водяного пара, диффундирующего через воздух, равна 0,22 см2/сек. Следовательно, должно пройти много лет, пока разность между широкими и узкими участками ледяных зерен, составляющих ледяную решетку снега, удвоится. Однако в действительности такие изменения в снегу происходят в течение нескольких дней.

Действие дополнительных сил на ледяную решетку снега как причина его преобразования. Лежащий на грунте снег испытывает давление расположенных выше слоев. Эта нагрузка действует на него как дополнительная сила, вызывающая в ледяной решетке напряжение, прибавляющееся к тем, которые возникают под действием поверхностного натяжения. Поскольку структура ледяной решетки достаточно сложна, вызванные дополнительной силой напряжения не одинаковы во всех ее точках, поэтому и давление насыщенного водяного пара, которое изменяется под действием этих напряжений, будет также разным на различных участках поверхности решетки. Однако изменения давления водяного пара, вызванные такими напряжениями, должны быть невелики, так как эти силы не имеют нормальной составляющей.

У поверхности ледяной решетки. Если составляющие напряжения, которое возникает под действием дополнительной силы в точке на поверхности ледяной решетки, обозначить через ах, то изменения давления насыщенного водяного пара в этой точке, согласно уравнению (2), будет равно

Величины всегда исчезают на свободной поверхности ледяной решетки. Составляющие ах, остающиеся в этом уравнении, должны быть значительно больше, чем те, которые возникают в результате действия поверхностного натяжения. И все же изменения давления насыщенного пара Ар под действием дополнительной силы, так же как и Ар, вызванное неравномерностью поверхностного натяжения, не могут оказать заметного влияния на преобразование ледяной решетки из-за больших величин упругих констант (Е и G) льда.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.