Лед

[31102011]

"Даже удивительно, до чего люди не наблюдательны. Например здесь на каждом шагу можно видеть длинные и широкие трещины, т. н. "морозовые трещины", - в почве, во льду рек и наледей. Все пишут и говорят, что причины их неизвестны. Ho простая очевидность указывает на наличие в почве, наряду с положительными давлениями по вертикали, давлениями пучения, - также и отрицательных давлений, или растяжений, по горизонтали, сил разрывающих грунт. Механизм возникновения тех и других сил оказался простой, но вовсе не "расширение воды при замерзании", на 9%, которое у всех на языке и на уме. Дело-в давлениях и натяжениях при процессе кристаллизации воды, т. е. в силах не гидростатических, не всесторонних, а векторных, с направленностью по осям кристаллической решетки, по которым идет ориентировка молекул льда (вода, или то, что обычно называет водою есть раствор льда - тригидрола (H2O)3H пара - ^ногидрола (H2O)1 в собственно воды, дигидрола (H2O)2). Процесс охлаждения воды ведет к увеличению концентрации тригидрола, и когда этих молекул становится много, они выкрісталлизовываются в направлении линии распространения теіла или, точнее, против них, причем имеют стремление присасываться к твердым поверхностям на которых имеется адсорбированный слой воды, надо полагать в уже твердом состоянии, посколько адсорбированные молекулы бывают ориентированы. Твердое тело, прикасающееся ко льду, вызывает в нем різдражение, и лед разрастается в направлении нажимающей на него поверхности, как ткань разрастается, когда ее что‑нибудь раздражает. С точки зрения общей энергетики это есть проявление принципа Ле–Шателье. Система стремится сохранить наличное свое состояние, развивая такие процессы, которые как раз обратны фактору, вызывающему ее изменение. Если на лед производится некоторое давление, то он, при слабых давлениях (до 15 кг/см) и низких t° противодействует сжимающему усилию ростом именно в этом направлении, а при сильных давлениях и сравнительно высоких t° повышает свою точку плавления, как это выяснено Джемсом и Вильямом Томсонами, ибо таяние льда ведет к повышению его температуры и, следовательно, к тепловому расширению, которое противодействует производимому давлением сокращению объема. Этот раздражающий эффект настолько велик, что ведет к поднятию тяжестей, слоев грунта, строений, скал, разрыву трещин. Мне рассказывали о случаях, когда замерзание воды, находящейся под огромными валунами 10x8x5 метров, приподымало их, например на 10 см, несмотря на то, что вода имела полную возможность вытечь из под * камня и замерзнуть где‑нибудь в стороне. Ho она, напротив, собиралась силами кристаллизации под валун и вопреки законам гидростатики давила по вертикали вверх. Мало того. Чтобы выкристаллизоваться в направлении противодействия (с силою до 15 кг/см) давлению, вещество воды заимствуется из окружающей среды и с боковых граней того же кристалла. Он "тает" там, где нет давления, чтобы своим материалом питать ростущую* под действием раздражения грань. Отсюда-появление отрицательного давления на этих гранях, т. е. боковых, и подсасывающее действие растущего кристалла: он сокращается вширину * (т. е. в направлениях перпендикулярных к главной оси - направлению роста) и, следовательно отрывается от других ему параллельных кристаллов; в образующиеся трещины всасывается вода, поступающая на рост разражаемой грани, следовательно образуется вновь пониженное давление. Таким образом наледь растет, трескается, снова растет и пучит грунт, над нею находящийся, а также раздвигаются частицы грунта, между которыми возникают кристаллы льда Что это явление не имеет ничего общего с объемным расширешем воды при замерзании свидетельствует хотя бы факт возникновения подобных же эффектов в жидкостях при затвердеваніи свой объем не увеличивающих, а, напротив, уменынающіх.
...
Размышляю о природе воды и процессе образования льда. В настоящее время надо считать общепринятым, что вода, находящаяся в прюоде, вовсе не есть H2O, а-тройной раствор, состоящий из молекул гидрола, или паровых (H2O), дигидрола, или водяных (H2O)2, и тригидрола, или ледяных (H2O)3. Относительное содержание этих трех компонентов воды меняется с температурою, давлением, наличием электролитов и, вероятно, с различными физическими условиями помимо вышеуказанных. Лед образуется из молеЕул тригидрола, но содержит между кристаллами включения гидрэла и дигидрола. Вот, в связи с этим составом воды, надо обдумать и процесс ее кристаллизации, т. е. кристаллизации льда из водных растворов льда (при 0° тригидрола в воде содержится около 30%). - Мне представляется теория кристаллизации, как образование особого электрического поля кристаллизации, направление силовых линий которого предопределяет направление осей кристаллитов и наростание * их. Эти линии, как думаю и как следует из ряда опытов, начинаются на поверхности твердого тела и заканчиваются на ней же, причем границу жидкой массы следует рассматривать как двухмерное твердое тело. И, как полагается силовым линиям вообще, линии кристаллизации должны быть ортогональны к пограничным поверхностям.
...
Лед имеет стремление образовать нити (обнаруживающиеся распределением капиллярных зазоров, заполненных газом или парами). Нити эти начинаются и заканчиваются на поверхностях, ограничивающих объем льда и притом ортогональны к ним. Кроме того на нитях наблюдается система разрывов, своею совокупностью дающие зоны, и эти зоны, или зональные поверхности, тоже ортогональны к системе указанных линий. Получается полная картина силового поля: силовые линии и изопотенциальные поверхности. Ho далее: на фотоснимке ты видишь две системы нитей и две системы зональных поверхностей, причем система одних линий ортогональна к другой и пересекает ее образуя пробелы, зоны. Другая система нитей делает то же с первой."

П. Флоренский