Suyuqliklarning fizik xususiyatlari ularning xatti-harakatlarida namoyon bo'ladi turli sharoitlar. Ular gidravlikaning ko'plab qonunlari va bog'liqliklari asosida yotadi. Asosiysini ko'rib chiqing jismoniy xususiyatlar tomchilatib yuboriladigan suyuqliklar.

1. Suyuqlik zichligi. Zichlik [kg / m 3 ] - birlik hajmdagi suyuqlik massasi. Bir hil suyuqlik uchun:

, (1.1)

suyuqlikning massasi qayerda; - hajm.

Bir hil bo'lmagan suyuqlik uchun ma'lum bir nuqtadagi zichlik quyidagi formula bilan aniqlanadi:

.

4 0 S da suvning zichligi - .

2. O'ziga xos tortishish. O'ziga xos tortishish [N / m 3] - bu birlik hajmdagi suyuqlikning og'irligi. Bir hil suyuqlik uchun:

(1.2)

suyuqlikning hajmdagi og'irligi qayerda .

Bir hil bo'lmagan suyuqlik uchun ma'lum bir nuqtadagi solishtirma og'irlik

.

4 0 S da suvning solishtirma og'irligi - .

O'ziga xos tortishish va massa zichligi o'rtasida massa va og'irlik o'rtasidagi bog'liqlik mavjud , - ol

,

erkin tushish tezlashuvi qayerda.

Umumiy holatda, bir hil bo'lmagan, siqiladigan suyuqlik uchun zichlik nuqta koordinatasiga bog'liq. , vaqt -, harorat - va bosim, ya'ni. . Bosim va haroratning o'zgarishi suyuqlik molekulalari orasidagi masofaning o'zgarishiga va natijada zichlikning o'zgarishiga olib keladi.

Amalda suyuqlikning nisbiy zichligi suyuqlik zichligining 4 0 S dagi suv zichligiga nisbatiga teng ravishda ham qo'llaniladi.

. (1.3)

Oddiy sharoitlarda havo uchun, ya'ni. haroratda Va atmosfera bosimi mmHg Art. ( ):

Va .

Texnik va jismoniy atmosferani farqlang.

texnik muhit- 1at \u003d 1kg / sm 2 \u003d

735,6 mm. rt. Art. = 10 m v.c. Art. \u003d 10000 kg / m 2.

jismoniy atmosfera- 1 atm \u003d 1,033 kg / sm 2 \u003d

760 mm. rt. Art. \u003d 10,33 m suv. Art. \u003d 10330 kg / m 2.

3. Suyuqlikning siqilish qobiliyati. Siqilish - suyuqlikning bosim ostida hajmini o'zgartirish xususiyati. Volumetrik siqish nisbati [m 2 / N yoki Pa -1] bilan tavsiflanadi, bu bosim birligi uchun hajmning nisbiy o'zgarishi, ya'ni.

. (1.4)

Formuladagi minus belgisi bosimning ijobiy o'sishi suyuqlik hajmining salbiy o'sishiga (ya'ni kamayishiga) to'g'ri kelishi bilan bog'liq. .

(1.4) formulani chekli o'sishlar bilan ifodalash , olamiz

. (1.5)

Tenglikni hisobga olgan holda (1.4), biz zichlikni aniqlash uchun taxminiy formulani topamiz

, (1.6)

qaerda va bosimdagi zichliklar va.

Koeffitsientning o'zaro nisbati elastiklikning ommaviy modulidir . Modul va chekli farqlar bo'yicha formula (1.4) umumlashtirilgan Guk qonuni deb ataladigan bog'liqlik sifatida qayta yozilishi mumkin.

, (1.7)

Bu erda - bosimning oshishi tufayli suyuqlik hajmining o'sishi (bu holda, pasayish).

Suyuqliklarni tushirish uchun modul harorat oshishi bilan bir oz kamayadi va bosim oshishi bilan ortadi. Masalan, atmosfera bosimidagi suv uchun (yoki ). Shuning uchun, bosim kuchayishi bilan (1at) suv hajmi faqat 1/20 000 qismga kamayadi. Elastiklik moduli boshqa tomchi suyuqliklar uchun bir xil tartibda, masalan, mineral moylar uchun taxminan tengdir. .

Formuladan (1.7) kelib chiqqan holda, suv bosimining oshishi bilan, masalan, 40 MPa gacha, uning zichligi atigi 2% ga, moy esa 3% ga oshadi. Shuning uchun ko'p hollarda suyuqliklarni tushirishni amalda siqilmaydigan deb hisoblash mumkin, ya'ni. ularning zichligini bosimdan qat'iy nazar oling. Ammo juda yuqori bosim va elastik tebranishlarda suyuqliklarning siqilishini hisobga olish kerak.

Elastiklikning adiabatik va izotermik modullari mavjud. Birinchisi, ikkinchisidan taxminan 1,5 barobar kattaroqdir va issiqlik o'tkazmasdan suyuqlikni siqishning tez jarayonlarida o'zini namoyon qiladi. Yuqoridagi qiymatlar izotermik modul qiymatlari. Ayrim suyuqliklarning egiluvchanligining izotermik modulining o'rtacha qiymatlari 5-ilovada keltirilgan.

4. Gazlarning siqilishi. Gazlarning siqilish qobiliyatini baholash uchun hajmli siqish koeffitsienti kam qo'llaniladi, chunki uning qiymati bosim bilan keskin o'zgaradi. Bu taxminni gaz holati tenglamasidan foydalangan holda qilish qulayroqdir. Oddiyga yaqin atmosfera sharoitida gazning holati Klapeyron tenglamasi (1834) bilan etarlicha aniqlik bilan tavsiflanadi.

,

gaz konstantasi qayerda;

mutlaq harorat.

Uchun izotermik jarayon holat tenglamasi Boyl-Mariot tenglamasi (1662) shaklini oladi. Gazning ba'zi qattiq massasi uchun bu tenglamani quyidagicha yozish mumkin:

. (1.8)

Ikki holat uchun (1.8) tenglamani yozamiz, biz olamiz

yoki ,

, (1.9)

absolyut bosimdagi gazning dastlabki hajmi bu yerda;

Absolyut bosimdagi bir xil gaz massasining hajmi.

Ikkala holatda ham ikkita misolni ko'rib chiqing .

1.1-misol. Berilgan: , .

, yoki .

Shuning uchun bosimning 1 atm ga oshishi bilan hajmning nisbiy o'zgarishi dastlabki hajmning 50% ni tashkil qiladi.

1.2-misol. Berilgan: , . Bosim ortishi bilan gaz hajmining nisbiy o‘zgarishini toping.

, yoki .

Shunday qilib, berilgan sharoitlarda bosimning 1 atm ga oshishi bilan gaz hajmining nisbiy o'zgarishi dastlabki hajmning 25% ni tashkil qiladi.

Bu misollar gazning nisbiy siqilish qobiliyati mutlaq bosim bilan sezilarli darajada o'zgarishini tasdiqlaydi. Eng muhimi shundaki, gazning siqilish qobiliyati tomchilab turgan suyuqlikning siqish qobiliyatidan misli ko'rilmagan darajada kattaroqdir. Masalan, bosimning 1 atm ga o'zgarishi bilan suv hajmi 0,006% ga, gaz hajmi 50%, 25% va hokazo. SHuning uchun ham gidrodinamikaning oddiy masalalarini yechishda tushayotgan suyuqlikning siqilish qobiliyatini e'tiborsiz qoldirish mumkin, gazning siqilishi esa, asosan, hisobga olinishi kerak.

Biroq, tomchilab turgan suyuqlikni doimo siqilmaydigan deb hisoblash va har qanday holatda ham gazni siqiladigan suyuqlik deb hisoblash noto'g'ri bo'ladi. Bosimning sezilarli va keskin o'zgarishi bilan, tushayotgan suyuqlikning hajmi, nisbiy siqilish darajasi past bo'lishiga qaramay, shunchalik o'zgarishi mumkinki, bu o'zgarishga e'tibor bermaslik qo'pol xatoga olib keladi.

Masalan, bosimning keskin o'zgarishi natijasida quvurlardagi suv bolg'asi. Uzoq vaqt davomida olimlar quvurlardagi suv bolg'asi muammosini hal qila olmadilar, xususan, ko'p asrlik an'anaga ko'ra, ular tomchilab turgan suyuqlikni mutlaqo siqilmaydigan deb hisoblashgan. Bu muammoni birinchi marta N.E. Jukovskiy 1899 yil. U isbotlagan teorema suyuqlikning siqilishi va quvur liniyasining deformatsiyasini hisobga oladi.

Boshqa tomondan, bosimning ahamiyatsiz o'zgarishi va nisbatan kichik (tovush tezligiga nisbatan) oqim tezligi uchun gazning siqilish qobiliyatini ham e'tiborsiz qoldirish mumkin. Ushbu faraz asosida "past tezlik" ning butun aerodinamikasi qurilgan.

Gazlar, shuningdek, zichlikdagi nisbiy o'zgarishlar kichik bo'lgan harakat holatlarida ham siqilmaydigan deb hisoblanishi mumkin, ya'ni. . Ushbu qoida havo va boshqa gazlar uchun 70 m / s gacha oqim tezligi va nisbatan kichik bosim tushishi uchun qo'llaniladi.

Kuchlanish kuchlari. Ma'lumki, gazlar kuchlanish kuchlarining ta'siriga qarshilik ko'rsatmaydi, ular qanchalik katta bo'lishidan qat'i nazar, ularga berilgan har qanday hajmni to'ldiradi. Suyuqliklarni tushirishga kelsak, ularga kuchlanish kuchlari qo'llanilishi mumkin, ammo natijada paydo bo'ladigan stresslar ko'pincha ahamiyatsiz. Erdagi eng keng tarqalgan suyuqlik - suv odatda misol sifatida keltiriladi. Oddiy texnik amaliyot sharoitida uni sindirish uchun uglerod po'latini sindirishdan ko'ra 10 million marta kamroq kuch (birlik maydonga) etarli. Shu bilan birga, ma'lumki, ko'ndalang o'q atrofida aylanadigan kapillyar trubkadagi distillangan suvdagi kuchlanish kuchlanishi (1.3-rasm) 280 kg / sm 2 gacha yetishi mumkin.

Guruch. 1.3. Suyuqlikning tushishiga misol

sezilarli buzilish stressi

Bir qarashda bir-biriga qarama-qarshi bo'lgan kuzatuvlar shuni ko'rsatadiki, oddiy sharoitlarda, aralashmalar bilan ifloslangan texnik suyuqliklar taranglikka duchor bo'lganda, kuchlanish kuchlanishini e'tiborsiz qoldirish mumkin va faqat maxsus holatlar bu stresslar qisqa vaqt ichida sezilarli qiymatlarga erishishi mumkin.

Umumiy holatda, tomchilab turgan suyuqlikning yakuniy kuchi bug'lanishning mutlaq bosimi deb hisoblanishi kerak, bu har qanday haroratda ijobiy qiymatga ega (bu bosim kuchlanishining ijobiy qiymatiga to'g'ri keladi).

5. Termik kengayish Suyuqlikning harorat o'zgarishi bilan hajmini o'zgartirish qobiliyati. Haroratning 1 ° C ga o'zgarishi bilan hajmning nisbiy o'zgarishi bo'lgan hajmning kengayish koeffitsienti bilan tavsiflanadi. doimiy bosim, ya'ni.

. (1.10)

Cheklangan o'sishlarni hisobga olgan holda , va olish , olamiz

, (1.11)

va tenglikni hisobga olgan holda , zichlikni aniqlash uchun taxminiy formulani topamiz

, (1.12)

qaerda va haroratdagi zichliklar va .

Suv uchun koeffitsient bosim va harorat oshishi bilan ortadi:

dan da Va ;

oldin

da Va .

Bosim oralig'ida mineral moylar uchun hajmni kengaytirish koeffitsienti -

6. Yopishqoqlik- suyuqlikning qatlamlarining siljishiga (sürüshiga) qarshilik ko'rsatish xususiyati. Bu xususiyat harakat paytida suyuqlikda tangensial stresslar paydo bo'lishida namoyon bo'ladi. Yopishqoqlik suyuqlikning qarama-qarshi xususiyatidir: ko'proq yopishqoq suyuqliklar (glitserin, moylash moylari va boshqalar) kamroq suyuqlikdir va aksincha. Ideal suyuqlik mutlaq suyuqlik xususiyatiga ega.

Yassi devor bo'ylab yopishqoq suyuqlik oqimini ko'rib chiqing (1.4-rasm). Zarrachalar ko'ndalang aralashmasdan (laminar oqim) parallel qatlamlarda harakat qilsin.

Guruch. 1.4. Yopishqoq oqimdagi tezlik profili

devor bo'ylab suyuqlik

Ichki ishqalanish ta'sirida tezlik devorga yaqinlashganda, devorning o'zi yaqinida nolga teng bo'lguncha pasayadi, ya'ni. .

Oqimdagi devorga parallel bo'lgan ikkita qatlamni ajratamiz, ularning orasidagi masofa . Qatlamga tegishli suyuqlikning tezligi bo'lsin , va qatlam mos keladigan tezlik , bu erda qatlamdan qatlamga tezlik o'sishi.

Birinchi marta 1686 yilda I. Nyuton tomonidan ifodalangan gipotezaga ko'ra, keyin esa tajribada isbotlangan prof. N.P. Petrov 1883 yilda, suyuqlikdagi kesish kuchlanishi uning turiga bog'liq va qatlamli oqimda ko'ndalang tezlik gradientiga mutanosib ravishda o'zgaradi.

, (1.13)

bu erda ko'ndalang tezlik gradienti (ya'ni, qatlamlar orasidagi nuqtada tangensning qiyalik tangensi). Tanlangan yo'nalishga qarab gradientning qiymati ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Har doim ijobiy qiymat olish uchun uning mutlaq qiymati formulaga kiritiladi;

Suyuqlik turiga va haroratga bog'liq bo'lgan suyuqlik yopishqoqligining dinamik koeffitsienti.

- koordinata o'sishiga mos keladigan tezlikni oshirish (1.4-rasmga qarang).

Suyuqlikdagi yopishqoqlik tufayli yuzaga keladigan tangensial stresslar molekulyar bog'lanishlarga bog'liq. Bog'liqlik (1.13) deyiladi Nyutonning yopishqoq ishqalanish qonuni , va ushbu qonunga bo'ysunadigan suyuqliklar - Nyuton. Nyuton suyuqliklariga suv va boshqa yuqori suyuqlikli suyuqliklar, shuningdek, gazlar kiradi.

Nyutonning yopishqoq ishqalanish qonuniga bo'ysunmaydigan barcha suyuqliklar mos ravishda deyiladi anomal yoki Nyuton bo'lmagan suyuqliklar. Bularga suspenziyalar, kolloidlar va boshqa suyuqliklar kiradi, ularda siljish kuchlanishlari tinch holatda ham mumkin va yopishqoqlik tezlik gradientiga bog'liq. Suyuqlikning yopishqoqligi polimer qo'shimchalari, sirt faol moddalar va boshqalar bilan o'zgarishi mumkin. Har xil anomal suyuqliklarning yuk ostidagi harakati va ularning dinamik xususiyatlari reologiyada o'rganiladi, ularning xulosalari quyidagilarga ega: katta ahamiyatga ega, suyuqliklar mexanikasi uchun ham, plastiklik nazariyasi uchun ham.

Tangensial ishqalanish kuchlanishini bilib, suyuqlikdagi ichki ishqalanish kuchini aniqlash mumkin

, (1.14)

ishqalanish kuchi qayerda;

Qo'shni qatlamlar maydoni.

Ishqalanish qonunidan (1.14) ishqalanish kuchlanishlari faqat harakatlanuvchi suyuqlikda mumkin, ya'ni. Suyuqlikning yopishqoqligi faqat u oqayotganda namoyon bo'ladi.

Yuqorida aytilganlar suyuqliklarda yopishqoqlik tufayli ishqalanish ishqalanish qonunidan tubdan farq qiladigan qonunga bo'ysunadi degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. qattiq moddalar, bu erda ishqalanish kuchi normal bosimga bog'liq va ishqalanish yuzalarining maydoniga bog'liq emas.

(1.13) tenglamadan dinamik yopishqoqlikning o'lchamini aniqlash uchun biz olamiz

IN xalqaro tizim birlik (SI) dinamik yopishqoqligi quyidagi birliklarda ifodalanadi: yoki .

IN jismoniy tizim Dinamik yopishqoqlik birligi sifatida CGS olinadi vazmin () inson tomirlarida qon harakati qonunlarini o'rgangan frantsuz shifokori Puazeyl xotirasiga. ; .

Birliklarning texnik tizimida dinamik yopishqoqlik o'lchovga ega .

Dinamik yopishqoqlik bilan bir qatorda, ko'plab hosilalar va hisob-kitoblarda kinematik yopishqoqlik qo'llaniladi, bu dinamik yopishqoqlikning suyuqlikning zichligiga nisbati.

. (1.15)

Kinematik yopishqoqlikning o'lchami

,

va uning SI tizimidagi birligi .

cgs tizimidagi kinematik yopishqoqlik birligi stokes () (ingliz fizigi Stokes sharafiga). Stokesning yuzdan bir qismi sentistokes (): deyiladi.

Suyuqliklarning yopishqoqligi haroratga juda bog'liq (1.5-rasm). Bunda:

Suyuqliklarni tushirishning viskozitesi harorat oshishi bilan kamayadi;

Gazlarning viskozitesi ortadi.

Bu suyuqlik va gazlardagi yopishqoqlik tabiatidagi farq bilan izohlanadi. Suyuqliklarda molekulalar bir-biriga ancha yaqinroq (gazlarga qaraganda) va yopishqoqlik molekulyar kogeziya kuchlari tufayli yuzaga keladi. Bu kuchlar harorat oshishi bilan kamayadi, shuning uchun yopishqoqlik kamayadi.

Guruch. 1.5. Kinematik yopishqoqlikning bog'liqligi

harorat

Toza toza suv uchun dinamik yopishqoqlik koeffitsientining haroratga bog'liqligi Puazeyl formulasi bilan aniqlanadi.

, (1.16)

Qayerda - haroratda suv suyuqligining dinamik viskozitesi ichida (mustahkam); - ichidagi harorat.

Haroratning 0 dan 100 0 C gacha ko'tarilishi bilan suvning yopishqoqligi deyarli 7 barobar kamayadi (1-jadvalga qarang). 20 0 S haroratda suvning dinamik viskozitesi (poise).

Gazlarda yopishqoqlik asosan molekulalarning tasodifiy issiqlik harakati bilan bog'liq bo'lib, ularning intensivligi harorat oshishi bilan ortadi. Shuning uchun molekulalarning to'qnashuvi soni ortadi va gazlarning dinamik yopishqoqligi harorat oshishi bilan ortadi. Masalan, havo uchun

bu erda paskal soniyalarda ifodalanadi;

Selsiy bo'yicha.

Suv eng kam yopishqoq suyuqliklarga tegishli. Amalda ishlatiladigan suyuqliklarning faqat bir nechtasi (masalan, efir va spirt) suvga qaraganda bir oz pastroq yopishqoqlikka ega. Suyuq karbonat angidrid eng past viskoziteye ega (suvning yopishqoqligidan 50 baravar kam). Barcha suyuq yog'lar suvga qaraganda ancha yuqori yopishqoqlikka ega (20 0 C da kastor yog'i bir xil haroratdagi suvdan 1000 marta kattaroq yopishqoqlikka ega). 1.1-jadvalda suvning haroratga nisbatan zichligi, kinematik va dinamik yopishqoqligi qiymatlari, 1.2-jadvalda esa ba'zi gazlarning zichligi va yopishqoqligi ko'rsatilgan.

Suyuqliklarning yopishqoqligi viskozimetrlar yordamida o'lchanadi. Eng keng tarqalgani Engler viskozimetri bo'lib, u 106 mm diametrli silindrsimon idish bo'lib, pastki qismga qisqa 2,8 mm trubka o'rnatilgan. 200 sm 3 sinov suyuqligining viskozimetrdan ushbu naycha orqali tortishish kuchi ta'sirida oqib o'tish vaqti, bir xil hajmdagi distillangan suv oqimi vaqtiga bo'linadi. 20 ° C da viskoziteni Engler darajasida ifodalaydi

.

Mineral moylar holatida Engler darajalarini Stokesga aylantirish uchun formuladan foydalaning

. (1.18)

1.1-jadval

Suv parametrlarining haroratga bog'liqligi

Gidroekologiya asoslari

Bu bog'langan molekulalardagi vodorod aloqalarini buzish uchun issiqlik energiyasining ma'lum bir qismini sarflash bilan bog'liq. Da

havo haroratining sezilarli darajada oshishi, suv bo'ladi

issiqroq, lekin uning harorati tufayli atmosfera darajasiga hech qachon etib bormaydi bug'lanishning yuqori issiqligi. Shunday qilib, O va haroratda bug'lanishning (bug'lanishning) solishtirma issiqligi 100 °S

mos ravishda 2,50·10 6 va 2,26·10 6 Jjkg ga teng. Qiziqda

kunlar, suv bug'lanishining intensivligi oshadi va shunga mos ravishda

va haddan tashqari issiqlikning oldini olish uchun issiqlik tarqalishi. Va aksincha, qachon

haroratning Oc dan past bo'lishi va muz hosil bo'lishi

sezilarli miqdorda issiqlik, shuning uchun sovutish suvi beriladi

sekin ovqatlanadi. Maxsus issiqlik muzning erishi 333 000 ni tashkil qiladi j/kg, o'ziga xos issiqlik normal bosimda

nii va O os- 2,12 10 3 J / (kg 0 C), va issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti

ti- 2,24 Vt / (m 0 S). Qor uchun bu ko'rsatkich 1,80 va

suv uchun - 0,60 Vt / (m 0 S).

Suvning yuqori issiqlik sig'imi tufayli dalgalanma oralig'i

gidrobiontlar yashaydigan suv muhitining harorati kamdan-kam hollarda oshadi 1-35 °C. Suv organizmlari bilan solishtirganda, quruqlik organizmlar atrof-muhit harorati o'zgarishining ancha kengroq diapazoniga moslashishga majbur bo'ladi.

9.3. Suvning zichligi

Suvning zichligi uning birlik hajmining massasidir.

va 1 m3 (kgjm3) uchun kilogrammda ifodalanadi. Bu sur'atga bog'liq

harorat, erigan tuzlarning mavjudligi, shuningdek atmosferadan

suv massalarining bosimi va bosimi.

kimyoviy toza suvning eng yuqori zichligi

amalda erigan tuzlarni o'z ichiga olmaydi, haroratda

3,98 °S 1 gcm3 ga teng Harorat 00 S ga tushganda, eu.

Agar suv hali muzga aylanmagan bo'lsa, uning zichligi

998,87 kgjm3 ni tashkil qiladi va muz holatiga o'tgandan so'ng u darhol 916,70 kgjm3 ga tushadi suvning zichligi pasayadi va ortishi bilan.

uning harorati 4 ° C dan yuqori. 30 ° S da 995,67 kgm3 ni tashkil qiladi

Haroratning 0 dan 4 ° C gacha ko'tarilishi bilan suv zichligi oshishi muzning erishi paytida molekulalarning yaqinlashishi bilan izohlanadi, buning natijasida molekulalararo bo'shliqlar yo'qoladi. Haroratning yanada oshishi H2 0 molekulalarining divergentsiyasi bilan birga keladi va

suvning zichligi pasayadi.

Turli haroratlarda suvning zichligi quyidagicha o'zgaradi

yo'l.

Raadel 111. FJ ekotizimlarida A6otik omillar

Suvning zichligiga haroratdan tashqari, miqdori ham ta'sir qiladi erigan tuzlar. Sho'rlanish ortishi bilan suvning zichligi ham biroz ortadi. Ammo suvning harorati, sho'rligi va zichligi o'rtasida yo'q chiziqli bog'liqlik. Ya'ni, suvning zichligi kerak bo'lganidan kamroq darajada kamayadi

uning harorati va minerallashuvining ortishi darajasidan kutiladi

lar. Bu suv ekotizimlarining barqarorligini ta'minlashda suvning o'ta muhim rolini tushuntiradi. Suvni aralashtirishda

har xil harorat va sho'rlanish, aralash suv hosil bo'ladi

ha, ularning har biriga nisbatan bir oz yuqoriroq zichlikka ega

alohida. Shunday qilib, dengiz sho'r suvi Dnepga kirganda

rovsko-bugskiy estuary, u yangi bilan aralashib qaerda, yoshi Daryo suvining zichligi yo'q, bu uning konsentratsiyasini asosan pastki qatlamlarda belgilaydi. orasidagi o'tish zonasida

alohida suv massalariga ega har xil harorat va boshqalar

dangasalik, ortib borayotgan zichlik mavjud. Bu zona deyiladi

gidrologik jabha. U chetida paydo bo'lishi mumkin daryolar og'izlarida chuchuk va sho'r suvlar orasidagi tse (estuarin

old) dengizga oqadi.

Suv zichligi oshishi (gidrologik front) bo'lishi mumkin

ko'tarilishi sababli Qrim qirg'oqlari yaqinidagi Qora dengizda kuzating

Ma chuqur, sirt qatlamining shamol tomonidan boshqariladigan suvlar davomida yuzasiga sovuqroq suvlar. Bu hodisa nomini oldi

ko'tarilish.

Ushbu jarayonlar tufayli bioning migratsiyasi

pastki cho'kindilardan suvning fotik qatlamigacha bo'lgan genetik elementlar

(bu erda o'simliklar sintezi uchun etarli yorug'lik mavjud

quyosh energiyasidan foydalanadigan organik moddalar) va,

natijada fi ning ishlab chiqarish faoliyati

toplankton va fito- va zooplanktonlarning biomassasi ortadi. Faktor

suv zichligi pelagik organizmlar hayotida muhim rol o'ynaydi

Suv zichligidagi eng katta tebranishlar suvda kuzatiladi

tonna ekotizimlar aralashtirish chegarasida joylashgan

dengiz tuzi va toza suv daryo oqimi bilan keladi.

Aniqlanganidek, chuchuk suv havzalarining chuqurligi oshishi bilan

4 ° C haroratda 10,3 m, bosim 1 atm ga oshadi. Uchun

Gidroekologiya asoslari

dengiz sho'r suvlari, bu chuqurlik biroz kichikroq - 9,986 m.

Chuchuk va sho'r suv o'rtasidagi bosim farqi "~

tarkibidagi tuzlarning yuqori konsentratsiyasi bilan bog'liq dengiz suvi. Yoniq

bilan solishtirganda okeanlarning katta chuqurliklarida bosim ortishi mumkin

1000 atm dan ortiq sirtdagi qiymati bilan ion. Bosim sezgirligiga ko'ra suvda yashovchi organizmlar

leniation eurybatic, keng diapazonda bosim o'zgarishiga bardosh bera oladigan va suv bosimining sezilarli o'zgarishlariga dosh bera olmaydigan stenobitnyelarga bo'linadi.

9.4. Suvning yopishqoqligi va sirt bosimi

O'ziga xos issiqlik sig'imi singari, suvning yopishqoqligi ham uning o'ziga xos xususiyatidir (boshqa suyuqliklarga nisbatan), chunki u suv massalarining harakatchanligini belgilaydi va suv organizmlarining suzishini osonlashtiradi. Yopishqoqlik birligi sekundiga paskal (Pa s). Yopishqoqlik haroratga qarab o'zgaradi.

harorat: 10 °C da 1,3 10-3, 20 °C da 1,1 10-3, 30 °C da 0,87 10-3 Pa s va ortib borishi bilan biroz ortadi.

suvning sho'rligi.

Gidrobiantlarning suv ustuniga botish tezligi va plankton organizmlarning suvda ko'tarilish tezligi yopishqoqlikka bog'liq. IN

Shu munosabat bilan, evolyutsiya jarayonida ikkinchisi maxsus rivojlandi

sirtdagi ishqalanish kuchini oshiradigan al formatsiyalari suv (o'sishlar, pterygoid shakllanishlar va boshqalar) va ruxsat berish

suv ustuniga tushmasdan, ularni "suzuvchi" ushlab turing.

Suvning yana bir o'ziga xos xususiyati yuqori

koeffitsienti sirt tarangligi bilan o'lchanadi metrga nyuton (N/m). Harorat va sho'rligiga qarab 0,765-0,771 Njm. Yuzaki kuchlar natijasida

suv va atmosfera o'rtasidagi aloqa zonasida keskinlik

sirt plyonkasi buzilgan. Ko'p suv organizmlari

tashqi namlanish tufayli unda yashashga moslashgan

tana qoplamalari. Sirti nam bo'lmagan organizmlar uchun sirt plyonkasi o'ziga xos tayanch bo'lib, gidrobiantlar uning ustida ushlab turiladi (yoki pastdan osilgan), hatto.

agar ular suvdan og'irroq bo'lsa, engilroq gidrobiantlarga tayanadi film va hatto uning ustida ishlashi mumkin.

Kontaminatsiyalangan sharoitda sirt tarangligi pasayadi

suvning organik moddalari, ayniqsa sirt faol moddasi

nyms, shuningdek, suvning "gullashi" va baland suv omborlarining o'sishi paytida.

shimi suv o'simliklari. Muhim pasayish bilan

taranglik (20 10-5 Njsm gacha) sirt organizmlari

filmlar o'ladi.

qizil evglena

1l bo'lim. Suv ekotizimlarining abiotik omillari

9.5. Suv rangi

Rang tabiiy suvlar erigan rangga bog'liq

moddalar, to'xtatilgan zarralar va hasharotlar mikroorganizmlar

suv ustunini yoying. Bu suv xususiyatlarining kombinatsiyasi bilan bog'liq

muhit va suv ombori qirg'oqlarining xususiyatlari, shuningdek meteorologik

kim omillari. Suv rangiga avtoxton (suv ichidagi) va allaxton (tashqaridan kelib chiqadigan) muallaq moddalarning mavjudligi ta'sir qiladi.

Suvning o'ziga xos rangi (ko'k) faqat ba'zi suvlarga xosdir. toza tog 'ko'llari. Bu quyosh spektridan nurlarning tanlab yutilishiga bog'liq: eng ko'p

uzun yorug'lik to'lqinlari (spektrning qizil qismi) va oxirgi

uning ko'k qismining qisqa to'lqinlari. quyosh nuri orqali o'tish suv, qizil nurlarni yo'qotadi, asta-sekin oqdan ko'k rangga aylanadi.

Tabiiy suvlar asosan saqich mavjudligi sababli yashil, sariq, jigarrang va hatto qora rangga ega bo'lishi mumkin

Bundan tashqari, suvning rangi ko'pincha massa tufayli o'zgaradi

ba'zi plankton organizmlarning suv omborlarida rivojlanishi. Bu vegetativ rang berish deb ataladi. Xususan, koʻk-yashil suvoʻtlar keltirib chiqaradigan suvning “gullashi” vaqtida suv oʻz rangiga ega boʻladi, parchalanib ketganda esa fikokyan va fikobilin pigmentlarining ajralib chiqishi hisobiga toʻq koʻk rangga ega boʻladi. Yashil suv o'tlari suvni rang beradi yashil rang, diatomlar biriktiriladi

uning sarg'ish rangi, sho'r dunaliella (Dunaliella sa-

lina), (Euglena rubra) va kichik(Primnesium parvum) - qizil rang.

Tinch okeani va Atlantida suv rangini o'zgartirishning ma'lum holatlari

mikroskopik dinof rivojlanishi tufayli okeanlar

qizil suv toshqini deb ataladigan suv o'tlari

siz Tinch okeani sohiliga yaqinsiz Janubiy Amerika. Vaqtida

bu suv toshqini, baliq va umurtqasizlar o'ldiradi,

alglar tomonidan toksik moddalarni chiqarish bilan bog'liq.

9.6. Suvning harorati va termal rejimi

ob'ektlar

Suv zonasidagi suv harorati va chuqurlikdagi o'zgarishlar

ma'lum vaqt oralig'ida tempera deyiladi

suv havzasining turiy rejimi. Suv ekotizimlarida suv haroratining o'zgarishi kunlik, oylik, mavsumiy, yillik va uzoq muddatli bo'lishi mumkin. Bunday hollarda, o'rtacha kunlik haqida gapiradi

Gidroekologiya asoslari

noah, bir necha yil davomida o'rtacha oylik, o'rtacha mavsumiy va o'rtacha harorat. Harorat termal xususiyatlarni belgilaydi suv ob'ektlarining rejimi. Ikkinchisi nafaqat o'zgarish sifatida tushuniladi

harorat, balki suv bilan saqlanadigan issiqlik zaxiralari ham

ommaviy. Agar tarkibidagi suv miqdori bo'lsa

suv havzasi va uning o'rtacha kunlik (yoki boshqa vaqt oralig'idagi) harorati, keyin uning issiqlik zaxirasini hisoblash mumkin - suv havzasida to'plangan va 00 S haroratda uning qiymatidan oshib ketadigan issiqlik miqdori.

Suv ekotizimidagi suv quyidagi formuladan foydalanadi:

bu erda C - suvning issiqlik sig'imi; p - uning zichligi; T-o'rta

past suv harorati; V - suv hajmi.

Suv havzalarida eng katta issiqlik zaxiralari keladi

kunlik issiqlik yo'qotilishi deyarli teng bo'lgan yozning oxiri

uni quyosh energiyasi bilan olish darajasi. Issiqlik zaxirasining maksimal va minimal qiymatlari orasidagi farq rezervuarning termal zaxirasi deb ataladi. Bu suv muhitining juda muhim ekologik ko'rsatkichidir. Aniqlanishicha, o'rtacha yillik o'rtasida, ayniqsa bahor-yoz, suv harorati va Tabiiy suv havzalarida yashaydigan baliqlarning o'sish sur'atlari o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik mavjud. Misol uchun, agar baliqchilikda vegetatsiya davrida daraja kunlar yig'indisi

suv havzalari 2000 va undan ko'p bo'lgan, keyin ikki yoshli karplarning massasi 450-500 g ga yetgan va yozning salqin davrida (1700-1800 daraja-kunlar) 370 g dan oshmagan.

qaramlik, bir tomondan, baliq organizmidagi metabolik jarayonlarning kuchayishi bilan bog'liq bo'lsa, ikkinchi tomondan, yanada qulayroqdir.

oziq-ovqat organizmlarining rivojlanishi uchun qulay sharoitlar -

suv o'tlari va umurtqasizlar plankton va bentos.

Vant-Xoff qonuniga muvofiq, temperaning oshishi bilan

Har 10 °C metabolizm tezligi uchun gidrobiantlarning tana turlari

qaysi reaksiyalar ikki barobar ortadi. Haroratning qayta tezligiga ta'siri

aktsiyalari koeffitsient bilan belgilanadi:

Q 10 -[~)~"

k2 t1-t2

bu yerda k 1 va k 2 - t 1 va t 2 haroratlarda reaksiyalarning tezlik konstantalari. Biologik harorat oralig'ida, qiymat Men uchun 10-savol

hyh metabolik reaktsiyalar 2-2,5 gacha. Suv hayvonlarining kislorod iste'molini taqqoslab, biz topamiz

faol holatda va dam olishda kuchli, bu mumkin

bu holatlarga xos bo'lgan metabolik darajalarni aniqlang har xil harorat sharoitida. Masalan, mollyuskada

Raadel kasal. Suv ekotizimidagi abiotik omillar

Kardiy Q 10 qiymatlari: faol holat va dam olish mos ravishda 1,84 va 1,2 ni tashkil qiladi.

Suv omborlari isinadi: davomida sirtga oqim tufayli

quyosh energiyasi. Suvning pastki qatlamlari bilan issiqlik almashinuvi suv sathining haroratiga bog'liq. Bundan tashqari, har xil chuqurlikdagi suvning notekis isishi va sovishi tufayli suv omborlarining suv ustunining tabaqalanishi birinchi navbatda sodir bo'ladi. jismoniy xususiyatlar "l" sizga, keyin esa kimyoviy va biologik xususiyatlarga ko'ra. Suv haroratining akvato bilan o'zgarishi rii va chuqurligi kunlik, mavsumiy, yillik va koʻp yillik hisoblanadi yo'q. Ular, birinchi navbatda, qabul qilish rejimiga bog'liq va quyosh energiyasini yutish. isitiladigan sirt qatlami suv xilma-xilligi tufayli chuqurroq qatlamlar bilan aralashtiriladi

turli gidrodinamik jarayonlar.

Suv ob'ektlarining harorat rejimi kunduzgi va kunduzgi davrlarni o'z ichiga oladi

bahorgi-yozgi isitish va tungi va kuz-qishki sovutish

niya. Bunday harorat o'zgarishi tufayli suv massalarining dinamik aralashuvi sodir bo'ladi. isitish davrlari va

sirt qatlamining sovishi qo'rg'oshin shakllanishiga olib keladi

haroratning sakrash qatlamining ma'lum bir chuqurligi yoki ter moklia, suvning zichligi oshadi. Suv massasi suv omborlari qatlamli uch qatlamli yo'riqnoma xarakteriga ega

yuqori isitiladi o'z ichiga olgan rologik tuzilishi

suv qatlami (epilimnion), harorat sakrashining o'rta qatlami (metalimnion) va pastki, eng sovuq (gipolimnion). Shunday qilib, harorat sakrash zonasi yoki termoklin hisoblanadi

vertikal harorat gradyanlari bo'lgan suv qatlamidan hosil bo'ladi

Tizmalar suvning joylashgan qatlamlari ustidagi yoki ostidagi gradientlarga nisbatan ancha aniq. Termoklin chuqurlikda hosil bo'ladi

ko'llar, suv omborlari, dengizlar va okeanlar (101-rasm). Bunday qatlamli ko'llar va suv omborlarida

epi- va hipolimnion o'rtasida moddalar va energiya almashinuvi.

Suvning aylanishi sodir bo'lmagan haroratning tabaqalanish davri turg'unlik davri deb ataladi. Voy

rax va suvning sekin oqimi bilan boshqa suv havzalari, bunday holat

nie yilning qish va yoz fasllarida kuzatilishi mumkin.

Guruch. 101. Harorat

ko'lda tabaqalanish.

Gidroekologiya asoslari

Qishki turg'unlik davrida iliqroq suv konsentratsiyalanadi Xia pastki qatlamlarda, yozgi davrda, aksincha. Millatning turg'unligi davrida kislorod dixotomiyasi paydo bo'ladi, unda tarkib

suvning sirt qatlamlarida kislorod iste'moli ancha yuqori,

chuqurlikka qaraganda.

Suv ob'ektlarining harorat tabaqalanishi muhim ahamiyatga ega

ekologik omil. Yil fasliga qarab

Chuqur chuqurlikda, suv havzalarining sirtidan tubiga qadar, suv harorati o'zgaradi. Yozda, chuqurlik oshgani sayin, suv sovuqroq bo'ladi va

qishda, aksincha, issiqroq. Ushbu umumiy tendentsiya bilan,

suv haroratining zona o'zgarishlari qayd etilgan va ba'zilari

harorat tabaqalanishida qish davrining xususiyatlari

suv omborlari. Ular qish davrining turli bosqichlari bilan bog'liq. IN

xususan, muz qoplamining yo'qligida sovutish bosqichi

suv havzalarining yuzasi issiqroq tub bilan tavsiflanadi

yuzasiga nisbatan suv qatlami. Aksincha, muz qoplami ostidagi suv massalarini sovutish bosqichi teskari xususiyatga ega

tabaqalanish, ya'ni muz ostidagi suvlar iliqlashadi bentikdan mil. Bu issiqlik uzatish tufayli sodir bo'ladi. pastki tuproqlar, yuqoriga yaqinroq iliq suvlarni ko'tarish bu erda muz qoplami ularni sovutishdan himoya qiladi. Bunday

Suv qatlamlarida parchalanish bilan bog'liq anaerob jarayonlar jadal kechadigan pastki qatlamlarga qaraganda ko'proq kislorod mavjud.

organik moddalarni iste'mol qilish. Chuqur muz bilan qoplangan ko'llarda

rax va suv omborlarini baliq va plankton organizmlar saqlaydi ga yaqinroq sirt qatlamlari suv (rasm. 102).

IN bahor aralashtirish bosqichi, tempera bo'lmaganda

ko'lda dumaloq tabaqalanish, gidrobiontlar, xususan, baliqlar butun suv ustuni bo'ylab tarqalgan (103-rasm).

IN yozning o'rtalarida, harorat keskinligi aniq namoyon bo'lganda.

suv omborlarida tasniflash va termoklin suv ustunini ajratadi

ko'proq kislorodli yuqori qism (epilimnion) va pastki qismi (gipolimnion), bu erda suv sovuqroq va kamroq to'yingan.

Guruch. 102. Kislorod va

haroratning tabaqalanishi

Qishda suvning yuqori qatlami muzlaganda ko'l ekotizimidagi kation (baliq

tepaga yaqin tuting

III bo'lim. Suv ekotizimlarining abiotik omillari

Guruch. 103. Harorat va

gomotermiyaning bahor fazasida ko'l ekotizimida kislorodning tabaqalanishi

Roksigen

kislorod ustida, suv omborining yuqori qismida plankton organizmlar va baliqlar to'plangan (104-rasm).

Suv ob'ektlarining issiqlik rejimi ularning geografik xususiyatlariga bog'liq joylashuvi, iqlimi, to'shakning tabiati va suv almashinuvining intensivligi ustida. Ular gidrologik va harorat rejimlarida juda katta farq qilishi mumkin. Shunday qilib, sayoz oqimli suv omborlarida suvning intensiv aralashishi bilan harorat bo'lmasligi mumkin.

tabaqalanish va suv massalarining harorati saqlanib qoladi

butun qalinligida bir xil.

Yil davomida harorat aylanishining xususiyatlariga ko'ra, suv ob'ektlari dimiktik (suv aralashtirishning ikki mavsumiy tsikliga ega), monomiktik (bir aralashtirish), polimiktik (aylanish sodir bo'ladi) ga bo'linadi.

dit doimiy), oligomiktik (qon aylanishi sekinlashadi yoki

kamdan-kam uchraydi) va meromiktik (doimiy

tabaqalanish).

Suv oqimlari va suv havzalarining gidrologik rejimi yuqori

aniqlik yozda zaif ifodalangan to'g'ridan-to'g'ri harorat tabaqalanishi va qishda uning yo'qligi yoki teskari xarakteri bilan tavsiflanadi. Bunday suv havzalari uchun tabaqalanish tabiatida kiruvchi suvning harorati hal qiluvchi rol o'ynaydi.

Guruch. 104. Harorat va

kislorodning tabaqalanishi

Yozda ko'l ekotizimida (baliq populyatsiyasi

---- Harorat

yuzasiga yaqin joylashgan

Kislorod rezervuari).

Gidroekologiya asoslari

dy. Tabakalanishning g'ayrioddiy tabiati shundaki

oqar suv havzalarida shaxta iliqroq suv yuzasiga yaqinroq ko'tariladi.

O'z ichiga zaif oqimli suv omborlarida

Dinyeper, muhim fazoviy va boshqa vaqtlar bor

termal sharoitlar. To'liq vertikal gomotermiya bilan muz qoplamining bahorgi erishi davrida (haroratning suv ombori akvatoriyasi bo'ylab bir xil taqsimlanishi) sayoz suv zonalarida suv harorati chuqur suv haroratidan oshib ketishi mumkin.

4-5 ° S. Bu ko'proq issiq kelishi tufayli sodir bo'ladi

irmoqlaridan suv. To'g'on yaqinidagi suv omborlarining eng chuqur qismlarida kuzgi sovish davrida harorat

ra suvi yuqori oqimdagidan 2-3 ga balandroq saqlanadi, bu erda

irmoqlarning sovuqroq suvlari qadamlar.

Suv omborlari va suv omborlaridagi suv massalarining harorat tabaqalanishi

oqimlar ham haddan tashqari issiqlikning oldini olish uchun sharoit yaratadi va

bir zumda qobiliyatiga ega bo'lgan gidrobiontlarning supersovishi qulayroq suv harorati bo'lgan joylarga ko'chiring.

9. 7. Muz rejimi

Suv omborlarida va suvda harorat O 0 C va undan pastroqqa tushganda

oqimlari, muz qoplami hosil bo'ladi. Muzlatish davri boshlanadi kelganidan beri kristall tuzilmalar suv (muz) dastlab qirg'oqqa yaqin, bu erda oqim unchalik tez bo'lmagan va suv chuqurligi muzlagan

suv omborlarining chuqur qismiga qaraganda ancha kam. marta

paydo bo'lishiga olib keladigan muz hosil bo'lish jarayonini ajratib ko'rsatish

suzuvchi muz va uzluksiz muz qoplamining shakllanishi.

Birinchi holda, suvning kristallanishi alohida sodir bo'ladi

harorat 0 os va undan pastga tushadigan joylar. Keyin sirt

suv havzalari qoplangan qattiq muz muzlash tufayli

muz shakllanishining alohida cho'ntaklar.

Ikki xil muz qatlamlari mavjud: statik va dinamik.

mikrofon. Birinchisi zaif oqadigan sayoz suvlar uchun xosdir.

kichik va kichik suv havzalari (ko'llar, suv omborlari,

hovuzlar, daryolarning alohida turg'un zonalari, kanallar). Juda muzli

qopqoq tekis yuzaga va kichik boshlang'ich qalinligiga ega

shina. Kuchli tufayli muzlashning dinamik turi bilan

suv massalarini aralashtirish, butunni super sovutish

suv ustuni va kristallanish yadrolarining chuqurlikka kiritilishi. Kuzatish

Natijada, suv ichidagi muz deb atalmish miqdori mumkin

Muayyan bosqichlarda muz miqdoridan oshib ketadi

ko'llar va suv omborlari yuzasida intensiv

suvni aralashtirish. Muz qoplamining dinamik turi

tez oqimga ega daryolar uchastkalariga xos xususiyat. Qanday oson

Paadett I Il. Abiotikalar/suv e~eotizimlarining ko'rsatkichlari.m.

ki:e suvning pastki fazasi bilan solishtirganda, bunday chuqur dengiz

kristallanish markazlari sirtga suzib chiqadi, bu erda

ularning nafrat bilan yuradi.

Tog'li daryolarda juda tez oqim bilan (ustun 1,6-1,8 m/s) uzluksiz muz qoplami shakllanmasligi mumkin. Kuchli bilan sovutish suvi, suv ichidagi muz muzlamaydi, lekin uzatiladi

mahalliy kichik to'planishlar ko'rinishidagi tez suv oqimlari,

suga deb ataladi. Tog'li daryolarda loy parchalanib, perekka aylanadi max, va kursi sekinroq bo'lgan joylarga o'tkazilganda alohida sharsimon klasterlarga parchalanadi.

Qishning boshida suv havzalarining muzlash davri keladi. Bu muz rejimining rivojlanish bosqichlari va turli shakllardagi muz shakllanishining paydo bo'lishi bilan tavsiflanadi. hamma joyda ta'lim tepada barqaror bo'lgan muz qatlami

suv havzalari va suv oqimlarining muzlashi deyiladi.

Muzlash davri tirik aholiga salbiy ta'sir qiladi

suv ob'ektlari. Muz qoplami suvni havodan ajratib turadi,

qabul qilishni to'xtatadi atmosfera kislorodi, undan keyin

muz yuzasiga qor yog'ishi penetratsiyani kamaytiradi

quyosh radiatsiyasi. Yosunlarning fotosintezi o'chgan va yuqori

shih suv o'simliklari, bu kislorod hosil bo'lishini keskin sekinlashtiradi

fotosintetik reaksiyalarda va uning suv muhitiga kirishida ha

du. Bu fonda, bakteriyalar tomonidan kislorod iste'moli, suv

o'simliklar va hayvonlar o'z hayotini saqlab qolish uchun

ishlash kislorod tanqisligi rivojlanishini keskin tezlashtiradi (de

uydirma). Eng og'ir va uzoq qishda, etishmovchilik

kislorod shunchalik muhimki, mavjud

baliq va boshqa suv organizmlari, ularning massasi bilan birga

o'lim. So'nggi o'n yilliklarda bunday hodisalar qayta-qayta sodir bo'ldi

Dnepr suv omborlarida va Ukrainadagi boshqa suv omborlarida kuzatilgan. Ushbu salbiy ta'sirlarni kamaytirish mumkin

muz qoplamini buzish yoki muz ostidagi havoni quyish

suv havzalarining turg'un zonalari.

Bahorda havo va suv haroratining oshishi bilan muz boshlanadi

naet eriydi. Erish sirtdan boshlanadi. Ko'llarda va suv omborlarida

muz qoplamining qalinligi 25-50% ga kamaygan pasttekisliklar

dastlabki qalinligidan muz parchalana boshlaydi va bo'ladi

uzluksiz. Ochilish - muz rejimining bir bosqichi, xarakterlanadi

muz qoplamining buzilishi natijasida yuzaga kelgan.

Shamol ochilishga hissa qo'shadi, ko'pincha muzni buzadi va

uni qirg'oqdan haydab, shu bilan muz maydonini siqib chiqaradi. Suv ob'ektlarining muzsiz joylari hosil bo'ladi, ularda sya shamol to'lqinlari. Ular, o'z navbatida, suv havzalarining butun yuzasida muzning ochilishini tezlashtiradi. Muhim massalarni uzatish

suv sathi ko'tarilganda yuzaga keladigan muz va

CI<орости течения, называется ледоходом.

Gidroekologiya asoslari

9.8. Yorug'lik va uning suv faoliyatidagi roli

ekotizimlar

Yorug'lik yer yuzasiga to'g'ri chiziq va diffuz shaklida keladi Quyosh radiatsiyasi, ular birgalikda umumiy radiatsiya sifatida baholanadi_ Unda spektrning ko'rinadigan qismi

taxminan 48%, infraqizil nurlanish uchun - 45% va ultrabinafsha uchun

yoz - 7% energiya. Quyosh radiatsiyasi manba hisoblanadi sayyoramizdagi hayot bilan bog'liq biosferadagi barcha jarayonlar uchun energiya va uning sirtdagi haroratini aniqlaydi

Quyosh nurlanishining Yer yuzasi birligiga to'g'ri keladigan oqimi quyosh doimiysi deb ataladi. Buning kuchi

oqim 340 Wjm2 ni tashkil qiladi

Atmosferada aks ettirilgan quyosh radiatsiyasi oqimini chegirib tashlash bilan to'da va Yer yuzasi, quyosh radiatsiyasining kuchi, erishish

sayyoramizning yonayotgan yuzasi taxminan 150 Wjm2 ni tashkil qiladi

Quyosh energiyasining miqdori kvadrat boshiga vattlarda o'lchanadi

metr (Wjm 2 ). Ammo u boshqa birliklarda ham ifodalanishi mumkin: 1 Vt/m2 = 10~3 kVtjm2 = 0,00143 kaljcm2 s= 698 J;m~2 s.

Quyosh energiyasining katta qismi Yerga keladi

lu ekvatorial va tropik zonalarda, eng kichiki - yoyda

tik va antarktida. Qaerda kengliklarda

"Ukraina" hududi (45-52 ° shimoliy kenglik), sol soni

yer yuzasi birligiga zararli energiya,

450-700 kal/sm2 min oralig'ida bo'ladi.

Suv yuzasiga tushgan yorug'lik nuri, aks ettirishdan tashqari

va sinishi diffraktsiya, qutblanish va

spektral bo'linish. Bundan tashqari, u davomida so'riladi

suv ustunidan o'tib (yorug'lik yutilishi) va aks ettiruvchi

suvda to'xtatilgan zarralardan, buning natijasida turli xil tog'lar

soyabonlar quyosh energiyasining har xil miqdorini tashkil qiladi va bu

chuqurlik bilan yorug'likning pasayishiga olib keladi. Birinchi yaqinlashuvda (turli xillarni taqsimlash xususiyatlarini hisobga olmagan holda

spektrning tarkibiy qismlari, yorug'likning erigan va to'xtatilgan moddalar mavjudligiga bog'liqligi va boshqa qo'shimcha

omillar) suvga to'g'ri burchak ostida (odatda sirtga) kiradigan monoxromatik nurning yutilish intensivligi suv zichligi) qonun bilan tavsiflanadi Lambert-Bouger:

I. = l0 e~~z,

bu erda I. - chuqurlikdagi yorug'lik; 1 0 - yorug'lik intensivligi

suv yuzasida; e - natural logarifmlar asosi; "fJ- har qanday to'lqin uzunlikdagi nurlar uchun doimiy (so'nish koeffitsienti

monoxromatik nurlanishning har bir turi uchun har xil bo'ladi).

Raadel IIJ. Suv ekotizimlarining abiotik omillari.m.

Jurnalning yutilishi va tarqalishi tufayli yorug'likning umumiy susayishi

suv; e - natural logarifmlarning asosi; (K + t) - yig'indi

yorug'likning so'nish koeffitsienti.

Suv shaffofligi F deganda z (l.) qatlamdan o'tgan nurlanish oqimining kirib kelgan oqimga nisbati tushuniladi.

unga (! 0 ):

F = (IziO) = e-

Yoritishni o'lchash uchun maxsus qurilmalar - gidrofotometrlar qo'llaniladi. Gidrofotometrlarning ba'zi modellari

faqat umumiy yoritishni o'lchash imkonini beradi va mukammalroq

ion - quyoshning monoxromatik komponentlari ham

Quyosh nurlanishi biosferadagi hayotga fotobiologik jarayonlar orqali ta'sir qiladi. Ular quyosh radiatsiyasi spektrining tor diapazoni bilan bog'liq 300 dan 900 gacha nm. Masalan, avtotrof nye suv organizmlari (suv o'tlari, yuqori suv o'simliklari) 380-710 nm oralig'ida quyosh nurlanishi spektridan foydalanadi. Aynan shu nurlanish suv o'simliklarining fotosintezi bilan bog'liq fiziologik jarayonlarga eng munosib ta'sir qiladi.

Spektrning bu hududi fotosintetik faol deb ataladi.

radiatsiya (PAR). To'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlari 28-43% ni o'z ichiga oladi. PAR va tarqoq 50-60%.

Tabiiy muhitning turli jismoniy omillari orasida eng ko'p

quyosh radiatsiyasi fotobiologik jarayonlarga ko'proq ta'sir qiladi. 300 dan 1100 nm gacha bo'lgan to'lqin uzunligi diapazoni Yerga kiradigan barcha quyosh radiatsiyasining 75% ni tashkil qiladi. Aynan

ular fotokimyoviy reaksiyalar uchun eng katta ahamiyatga ega.

Quyosh nurlarining hammasi ham yer (suv) yuzasiga etib boravermaydi. Qisqa to'lqinli quyoshning ko'p qismi

yorug'lik (290 nm dan kam) ozon qatlami tomonidan so'riladi. uzoq

quyosh radiatsiyasining to'lqin qismi qisman kechiktiriladi

suv bug'lari, karbonat angidrid va ozon bilan atmosfera. Yerga etib borgan narsa uning yuzasidan qisman aks etadi.

Yoritilgan nurlanish miqdorining sirtdagi barcha hodisalarga nisbati foiz sifatida aniqlanadi va al deb ataladi

muammo. Ochiq suv yuzasi uchun u o'rtacha

7%. To'lqin shaklining kuchayishi bilan albedo biroz ortadi.

suv omborida, shuningdek, suvning loyqaligi oshishi bilan. Nai

eng yuqori albedo sof qor qoplamiga ega (95-98%), eng yuqori

kichikroq (25-45%) - muz. Albedo muhim ekologik hisoblanadi: suv muhitiga kiradigan quyosh energiyasi miqdorini hisoblash imkonini beruvchi ko'rsatkich.

Gidroekologiya asoslari

Ekologik nuqtai nazardan suvning muhim xususiyati quyosh nurini o'tkazish qobiliyatidir. Bu suvning rangi va shaffofligiga bog'liq. Ikkinchisi erigan organik, asosan rangli (gumik kislotalar, fulvo kislotalar va boshqalar), moddalar, to'xtatilgan zarrachalar va planktonik organizmlarning molekulyar tuzilishi va kontsentratsiyasi bilan belgilanadi. Gidroekologik tadqiqotlarda suvning nisbiy shaffofligi oq disk (Secchi disk) yordamida aniqlanadi. Nisbiy shaffoflik qatlam qalinligi bilan baholanadi

suv, bu disk (diametri 30 sm) suzuvchi ob'ektlarning soyali tomondan cho'milganda ko'rish mumkin. C yo'q

bu usulning kuchi nisbiy shaffoflikni baholash uchun ishlatilishi mumkin

5 o/o gacha bo'lgan suvning aniqligi sanitariya-gigiyenik tahlil qilish uchun laboratoriya sharoitida

suvning xususiyatlari, uning shaffofligi balandlik bilan belgilanadi

o'lchash tsilindridagi suv ustuni, u orqali siz ko'rishingiz mumkin standart shrift. Zamonaviy optik qurilmalar (shaffof hisoblagichlar) penetratsiya intensivligini qayd etish imkonini beradi fotosurat yordamida turli chuqurlikdagi quyosh radiatsiyasi

elementlar.

Suvning shaffofligi mavsumga qarab o'zgaradi, agar

to'xtatilgan zarrachalarning sifati, suv havzalarining chuqurligi va boshqalar

sabablar. Pestratifikatsiyalangan suv omborlarida, suvning shaffofligi

loyqalikning oshishi tufayli pastki qatlamda pasayish;

pastki tuproqlarning buzilishi bilan bog'liq, qatlamli tuproqlarda, eng yuqori suv shaffofligi hipolimnionda kuzatiladi va

eng kichigi - fitoplanktonning maksimal rivojlanish zonasida.

Termal klip sohasidagi suv shaffofligi yuqoriligi sababli kamayadi

uning zichligi sharbati va detritni ushlab turish.

Dnepr va uning suv omborlarida suvning eng yuqori shaffofligi qishda, eng pasti esa bahorgi toshqin paytida kuzatiladi. Shunday qilib, qishda Kiev suv omborida u 1,5-2,1 m, Kaxovskoyeda esa 2,4-3,7 m.

Quyosh nurlari suvga faqat ma'lum vaqtgacha kiradi

chuqurlik. Uning katta qismi suvning yuqori qatlamlari tomonidan so'riladi.

Yuqorida aytib o'tilganidek, atmosferadan o'tgandan keyin

quyosh energiyasi 150 Vtm2 ga etadi

suvga kirib, bu energiyaning muhim qismi so'riladi

allaqachon suvning yuqori qatlamlarida. Shunday qilib, shaffofligi 0, 7 m va

Quyosh balandligi 12 °, suvning bir metrli qatlami taxminan tomonidan so'riladi

92% energiya, shaffofligi 1,2 m va Quyosh balandligi 39 ° - 76% gacha, shaffofligi 1,6 m va Quyosh balandligi 58 ° - 46% gacha.

Yuqori suv o'simliklarining quyqalari quyosh radiatsiyasining suv ustuniga kirib borishiga salbiy ta'sir qiladi. Ha, taqqoslaganda

niyu ochiq suv maydonlari bilan, suv yuzasida mushukcha bilan

Ill bo'lim. Abiotikalar/Cue fa/Stors of Water e/Sosystems

mikrobargli (o'sgan qoplamaning 50-60%) 40% oladi,

va oddiy qamishlar bilan (qalin qoplamaning 90-95%) -

quyosh radiatsiyasining atigi 25%. Hatto kamroq quyosh energiyasi

gee suv ustuniga kirib boradi. Masalan, chuqurlikka 0,3 m qalinlikdagi 90%, 15% kirib, 60% -80% qoplama bilan suzuvchi mannikning chakalakzorlarida. quyosh energiyasi. Quyoshning muhim qismining yuqori suv qatlamlarida singishi

radiatsiya suv ustunida tarqalishni keskin cheklaydi

tosintetik o'simliklar. Ular kontinental suv havzalarida, dengizlarda va nisbatan sayoz chuqurlikda rivojlanishi mumkin

Etarli miqdorda suvning yuqori qatlami

foydalanish bilan o'simliklar tomonidan organik moddalarni sintez qilish uchun yorug'lik xususiyati

quyosh energiyasidan foydalanish fotik, past deb ataladi

Quyosh energiyasi kirmaydigan qatlam afotikdir.

Fotosintez intensivligi o'simliklarning nafas olish intensivligidan yuqori bo'lgan yorug'lik kirib borish zonasi evfotik zona deb ataladi. Uning pastki chegarasi, bu erda fotosintez muvozanatli

nafas olish intensivligini tikadi, kompensator deb ataladi

gorizont.

Suvda uzoq to'lqin uzunlikdagi tuzlar eng intensiv so'riladi. fotobiologik uchun eng muhim bo'lgan tungi radiatsiya jarayonlar. Chuchuk va dengiz suvlarining qalinligi orqali spektrning ko'k qismining nurlanishi asosan to'lqin uzunligi bilan kiradi. 4 75-480 nm. Fotobiologik reaksiyalar jarayonida energiya quyosh radiatsiyasi diskret zarralar tomonidan so'riladi, ustiga

fotonlar yoki kvantlar deb ataladi. Bakteriyalarda fotosintez 400-900 nm, yuqori yashil o'simliklar - 400-700 nm, suv o'tlari - 400-660 nm spektral diapazonda davom etadi. Agar ho'kiz

ny: 300 nm dan qisqa, oqsillarning molekulyar tuzilishi va

nui<леиновых кислот и соответственно - нормальное функциони­

tirik tizimlarning rivojlanishi. Shuning uchun ular bioga tahdid soladi

sferalarning qisqarishi va ozon qatlamining parchalanishi, bu esa kechiktiriladi

Quyoshning aynan shunday kvantlarining Yerga kirib borishi

radiatsiya.

Suvning shaffofligi 2 va 7,5 m bo'lganida, fotosintez jarayoni mos ravishda 1,5 va 6,3 m chuqurlikda davom etadi.

fotosintetik faol nurlanish miqdori pa bo'lmagan qatlam

0,17-0,22 Jjcm2 dan past bo'ladi (maks.

fotosintezning past tezligi).

Quyosh radiatsiyasi suv ekotizimlarining faoliyatida juda muhim rol o'ynaydi. Bu xulq-atvor bilan bog'liq va

biotoplarda gidrobiontlarning joylashishi. Gidrobiantlar orasida op bor

suvning yuqori qatlamlarida intensiv rivojlanayotgan organizmlar, bu erda

eng ko'p quyosh energiyasini olish. Bu oldindan-

Gidroekologiya asoslari

Asosan avtotrof organizmlar: suv o'tlari, fotosintetiklar

kal bakteriyalar, yuqori suv o'simliklari. Fotosintez jarayonida

dissertatsiya, ular keyin foydalanadigan organik moddalar (birlamchi ishlab chiqarish) shaklida katta miqdorda energiya saqlaydi

boshqa trofik darajadagi organizmlar tomonidan.

Quyosh energiyasi ishtirokida sodir bo'ladigan boshqa jarayonlar

Quyoshning o'zgarishi bilan bevosita bog'liq emas

yorug'lik kimyoviy birikmalar energiyasiga aylanadi. Nur chiqishi mumkin suvda yashovchilarning xatti-harakatlarini belgilovchi informatsion omil sifatida o'simliklar va hayvonlar. Masalan, o'simliklarning fotoperiodik reaktsiyalari, ularning ko'payish siklining bosqichlarini sinxronlash,

fitoxrom pigmenti yordamida amalga oshiriladi.

Suv hayvonlarida reproduktiv davrlar ham bog'liq

pyg orqali sodir bo'lgan fotoperiodik reaktsiyalar

aqliy tizimlar. Fotosurat kabi suv reaktsiyalari

taksi va fototropizm suv havzalarining yoritilishiga bog'liq.

Fototaksis - organizmlarning birining ta'siri ostida harakatlanishi

tashqi yoritish. Suv o'tlarida, protozoalarda, ba'zilari ko'p hujayrali organizmlar, u ko'proq harakat qilishda ifodalanadi suv havzalarining ko'proq yoritilgan joylari. Eng faol surat

sys ultrabinafsha, binafsha va ko'k nurlarni keltirib chiqaradi

ba'zi spektr.

Fototropizm o'sish yo'nalishining o'zgarishida namoyon bo'ladi

yorug'likning bir tomonlama ta'siriga javoban gidrobiantlar. Suv omborlarida turg'un koelenteratlarning qanday egilishini kuzatish mumkin tanani suv omborining ko'proq yoritilgan qismiga qarab.

9.9. Sedimentatsiya, cho'kish

va pastki tuproqlarning shakllanishi

Suv ustunida har doim ma'lum miqdor mavjud

mineral va organik kelib chiqishi to'xtatilgan zarralar

niya. Gravitatsiya ta'sirida ular asta-sekin tubiga cho'kadi. To'xtatilgan zarrachalarni cho'ktirish jarayoni cho'kma deyiladi. Suv ekotizimlarida jismoniy va

biogen sedimentatsiya.

Jismoniy sedimentatsiya - bu mineralning cho'ktirish jarayoni

gazsiz suvdagi zarralar. Bu zarralar turli o'lchamlarda bo'ladi. va turli xil kelib chiqishi. Bu qum, loy, loy, ohaktosh, turli metallar tuzlari va boshqalar zarralari bo'lishi mumkin. Ular qirg'oqlarning, tub tuproqlarning eroziyasi natijasida suvga tushadi, yaqin joylardan yuvish. Ularning jismoniy holatiga qarab

xususiyatlari, cho'kma tezligi o'zgaradi, qaysi uchun

turgan suv Stokes formulasi bilan aniqlanadi:

III bo'lim. Suv ekotizimlarining A6otik omillari.m

Bu yerda V - fizik cho'kindilanish tezligi, g - tortishish tezlanishi, r - sferik zarrachalar radiusi; Ps va Pw -

zarralar va suvning zichligi; ry - yopishqoqlik koeffitsienti.

Cho'kish tezligiga suv harorati ta'sir qiladi. Xuddi o'sha payt

4 ° C dan yuqori haroratlarda mineral zarralarning yog'inlari tezlashadi

suvning viskozitesini kamaytirish orqali. Tabakalangan suvda

emax, bunday zarralar bir muncha vaqt ichida qolishi mumkin

termoklin zonasi.

Mineral zarrachalarning cho'kishi bilan bir qatorda, organik zarralarning cho'kishi ham suv havzalarida va oqimlarda sodir bo'lib,

hayotiy faoliyat jarayonida yashovchi gidrobiontlar. Ularga nisbatan

o'lik organizmlar, pelitik zarralar, xususan dan

filtrlangan oziq-ovqat mikropartikullari, najas, desquamated epiteliy, shilimshiq. Suv ob'ektlarining trofik holatiga qarab, zooplanktontalar har kuni filtrlanadi 5 dan 90% gacha umumiy hajmi oqim tezligi past bo'lgan kontinental suv havzalarining suvlari. IN Cho'kma to'planishining umumiy jarayonida biologik cho'kindi fizik cho'kindiga nisbatan ustun bo'lishi mumkin. Va yilning turli fasllarida

biocho'kindilarga o'liklarning teng bo'lmagan soni kiradi

plankton va bentontlar. Dengiz (okean) ekotizimlarida biosedimentatsiya hajmi yanada kattaroqdir. Yil davomida o'rtacha 5-10 % Foydalanilgan organik uglerod fi fotosintez jarayonida toplankton, chuqurlikda cho'kindi

Pelitik hosil qiluvchi cho'kindi organizmlarga

mikrozarrachalar, shu jumladan dengiz va chuchuk suv kipriklari,

gubkalar, qurtlar, mollyuskalar, hasharotlar lichinkalari va boshqalar

ba'zi organizmlar. Turli shakllanish mexanizmlari mavjud

pellet zarralari. Shunday qilib, kirpiklar suvni o'z atrofida aylantiradi

kirpiklar harakati. Bunday aylanmalarda suv tortiladi

keyin organik shilliq va mineral zarralar

bitishmalar pastki qismga tezroq joylashadi. Rotifer oziq-ovqat zarralari

kolovra tomonidan boshqariladigan suv oqimi ta'sirida joylashadi

ehtiyotkor apparat. Gubkalar pelit mikro qismlarini hosil qiladi

tsy, suvni maxsus flagellar kameralaridan o'tkazish.

Pastki cho'kindiga avtoxton (suv ichidagi) va kiradi

allaxtonik (tashqaridan keladigan) organik va mineral

moddalar. Oqimli suv havzalarida va oqimlarda, ulardan ba'zilari

Moddalar suv oqimi bilan amalga oshiriladi. Yog'ingarchilik darajasi

suv omborlari ularning trofikligiga bog'liq. Oligotrofik suv havzalarida bu Jarayon juda sekin va yuzlab vaqt talab qilishi mumkin

ming yil ham emas. Mezotrofik ko'llar va suv omborlarida

konvertatsiya qilish tezroq. Bunday suv omborlari intensivroq

Gidroekologiya asoslari

antoxton organik moddalar hosil bo'lishi tufayli oqish

va, uning sintezi suv ichidagi inklyuziya bilan tezlashadi

azot, fosfor va boshqa biogen elementlarning aylanishi, o'tish pastki cho'kindilardan suv ustuniga. Bu jarayonlar xarakterlidir ko'l ekotizimining mezotrofdan evtrofikga o'tish jarayonini tahlil qilish

yangi bosqich. Fitoplankton biomassasining yanada ortishi

va yuqori suv o'simliklari sezilarli o'zgarishlarga olib keladi

organik moddalar bilan yuklanish va distrofik bosqichning rivojlanishi,

yoki ko'llar va suv omborlarini botqoqlash jarayoni. Cho'kadigan organik va mineral zarralar

pastga, fizik-kimyoviy va bakterial murakkab yo'ldan o'ting al transformatsiyalar va siqilish. Hajmiga qarab,

mineral zarralar va organik komponentlarning tuzilmalari

boshlangʻich tubining turli tub tuproqlari hosil boʻladi.

Materik suv havzalarining tub tuproqlari bo'yicha tasniflanadi

zarracha hajmi quyidagicha:

Shakllanish jarayonida pastki cho'kindilarning xususiyatlari va hatto rangi

qiymatlari o'zgarishi mumkin. Shunday qilib, pastki tuproqlarda hosil bo'lgan

yuqori to'yinganlik darajasiga ega yaxshi gazlangan suv havzalari

suv kislorodining pastki qatlamlari, ochiq rangga ega. Va aksincha

og'iz, anaerob jarayonlarning ustunligi va kislota etishmovchiligi bilan

mehribon, loy sulfid birikmalari bilan to'yingan bo'lsa, tuproqning rangi qora bo'ladi.

Tuproqlarning tuzilishi va xususiyatlariga tub gidrobiantlar (bentos) sezilarli darajada ta'sir qiladi. Bakteriyalar ta'sirida oligo-

III bo'lim. Suv ekotizimlarining A6otik omillari

shlyapa, chironomidlar va boshqa bentik organizmlar deyarli erimaydi

suvda yuvilgan organik va mineral birikmalarga aylanadi

azot, fosfor, temir va boshqa biogenlarning erigan shakllari

elementlar. Ularning salmoqli qismi bu yerda uchraydi

kapillyarlarni to'ldiradigan pastki cho'kindilarning statik suvi

pastki tuproqning alohida zarralari orasida. Silt sifatida foydalanish

oziq-ovqat substrati, pastki qurtlar uni yanada tuzilgan qiladi. Zoobentik organizmlar ta'sirida tub tuproqning sirt qatlamining kimyoviy tarkibi asta-sekin o'zgaradi va

pastki cho'kindilar orasidagi moddalar va energiya aylanishini osonlashtiradi

zheniyami va suv ustuni. Pastki tuproqlar va qalinligi o'rtasida

Shu tarzda biogen elementlarning doimiy almashinuvi amalga oshiriladi, bu esa suv ekotizimlarining bir necha marta ishlashini ta'minlaydi.

ularning barcha tarkibiy qismlarining birligi. Xususan, pastki tuproqlar

siz suv havzalarining ikkilamchi ifloslanish manbaisiz

tovarlar, chunki ularda to'plangan mineral va organik moddalar

moddalar asta-sekin suv ustuniga o'tadi. Bu jarayon o'ynaydi

biogen elementlarning yuqori miqdorini saqlashda alohida o'rin tutadi sekin oqimli suv havzalarida (ko'llar, suv omborlari) politsiyachilar. IN ta'sirida pastki loyning ko'l ekoenetemah konlari

organik moddalarni mineralizatsiya qiluvchi mikroorganizmlar

ichak va sapropelga aylanadi (.chirigan loy).

Pastki cho'kindilarning tuzilishi hal qiluvchi rol o'ynaydi bentontlarning joylashishi, ularning ko'pligi va biomassasining shakllanishida. Shunday qilib, loyli tuproqlarda, asosan qora

qalinlikka sho'ng'iydigan chivin va hasharotlar lichinkalari

tuproq. Shu bilan birga, ular yarim suyuqlikdan qochishadi va osongina bulg'anadilar

yuvilgan pastki tuproqlar.

Qumli tuproqlarda mollyuskalar asosan usulda yashaydi

suv omborlarining qattiq qumli tubiga o'rnatilishi kerak. maxsus mo'ylov

Yashash sharoitlari interstitsial suvlarda shakllanadi

qumli tuproqlar. Ularda bakteriyalar, suv o'tlari, protozoa, mayda umurtqasizlar to'plangan. Pastki

Sohilboʻyi zonalari tuproqlari ham oliy suv oʻsimliklarining fitotsenozlari tarkibini belgilaydi.

9.10. Gidrofizik omillarning roli

gidrobiantlar hayotida

Suv massalarining turbulent aralashuvi, ularning harorati, quyosh radiatsiyasi va cho'kishi suv sifati va biologik ishlab chiqarishni shakllantirishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.

suv ekotizimlari. Drenaj va shamol tufayli

o'lchovlar suvning kislorod bilan to'yinganligini ta'minlaydi, tezlashadi

Gidroekologiya asoslari

organik moddalarning bakterial parchalanish (yo'q qilish) jarayoni kaliy moddalar, organda metabolik jarayonlar faollashadi

suvda yashovchi organizmlarning organizmlari, bu ularning mahsulotlariga ijobiy ta'sir qiladi

faoliyat.

Suv sifatining shakllanishiga suv oqimining o'zgarishiga, nasoslarga reaksiyaga kirishadigan bakteriyalar katta ta'sir ko'rsatadi

uning kislorod bilan to'yinganligi va organik moddalar bilan ifloslanishi

mil. Ularning soni atrof-muhit omillari bilan belgilanadi. Shunday qilib, suvning sirt plyonkasida, qaerda mikro

uning eng yuqori qatlamini konvektiv aralashtirish (birinchi

ekologik joy), kislorod bilan to'yinganlik darajasi va ovqatlanish

qattiq moddalar yuqori va bakteriyalarning umumiy soni

1 sm3 da 0,3 dan 4 milliard hujayragacha

Suv omborlaridagi ikkinchi ekologik uy 20-50 sm chuqurlikda joylashgan.Bu erda fitoplanktonning massiv rivojlanishi sodir bo'ladi, bu optimal yoritish (suvning fotik qatlami) bilan bog'liq. Oqim, shamol va drift oqimlari tufayli

bu qatlamni yaxshilab aralashtiradigan, funkning intensivligi

Bu yerda bakterio-, fito- va zooplankton miqdori yuqori. Uchinchi ekologik joy termoklin zonasiga to'g'ri keladi, bu erda

kattaroq zichligi tufayli suv zarralari saqlanadi

rita va o'lik planktonik organizmlar

suvning yuqori qatlamlari pastga tushadi. Termoklip zonasida keskin o'sish kuzatiladi bakteriya populyatsiyasi.

IN suvning pastki qatlami (to'rtinchi ekologik joy), bu erda suv almashinuvi cheklangan va anaerob turg'un zonalar mavjud, bakterial populyatsiya orasida temir bakteriyalari, tio. yangi, metan oksidlovchi va vodorod oksidlovchi bakteriyalar. Yo'q

To'g'ridan-to'g'ri suv va pastki o'rtasidagi aloqa zonasida sulfatni kamaytiruvchi bakteriyalar va butirik kislota fermentatsiyasining bakteriyalari ustunlik qiladi.

IN pastki cho'kindilar (beshinchi ekologik joy) eng ko'p

Sharbat de hisoblanadigan bakteriyalarning umumiy soni

1 sm3 ho'l loyda o'nlab va hatto yuzlab milliard hujayralar.

IN ma'lum bir chuqurlikdagi mezotrof ko'llar va suv omborlari

metan hosil bo'lishi, sulfat qaytarilishi va butirik fermentatsiya loy yuzasidan emas. Bu loy qatlami xarakterlidir

bakterial populyatsiyada va oz miqdorda boshqa bentontlarda yo'q bo'lib ketadi, bu konsentratsiyaning pasayishi bilan bog'liq

organik moddalarning kationlari, biogen elementlar va gidrobiantlar uchun zaharli birikmalarning yuqori miqdori.

Tabakalangan ko'llar va suv omborlaridan farqli o'laroq, qaerda

bakteriya populyatsiyasi aniqroq bog'langan

oʻrnashishda hal qiluvchi ahamiyatga ega boʻlgan daryolarda ekologik boʻshliqlar

plankton gidrodinamik va gidrofizikga tegishli

omillar. Shunday qilib, oqim tezligi sezilarli bo'lgan tog 'daryolarida

Mezhen Fri Pmovodye To Flood haqida

naya (2-6 m / s), va yuqori suv va yuqori suv davrlarida yuqori bo'ladi

loyqalik, fito- va zooplankton rivojlanishi inhibe qilinadi va in

ko'proq suvda bakterioplankton ustunlik qiladi, garchi uning ko'pligi dan

nisbatan kichik. Pasttekislik daryolarida planktonlar tarkibi ko'proq

xilma-xil bo'lib, bakteriyalardan tashqari, suv o'tlari va umurtqasizlar. Yuqori suv va yuqori suv davrlarida u daryolarga olib keladi

ko'p sonli turli xil tuproqlarni yuvish, quyidagi

buning natijasida suv allaxtonli bakterioplankton bilan boyitiladi;

nisbatan o'n barobar ko'payishi mumkin

kam suv davri (105-rasm).

Gidrodinamik jarayonlar muhim ahamiyatga ega

alglarning hayotiy faoliyati. Planktonik diatomlar

silika qobig'i bilan o'stirilgan sharoitda yaxshiroq rivojlanadi

suvni faol aralashtirish, bu ularning cho'kishiga to'sqinlik qiladi

pastga tushadi va suspenziyada qolishga yordam beradi. Turli suv o'tlari oqim tezligidan turlicha ta'sirlanadi. Naibo

yaxshi rivojlanadigan ko'proq reofil diatomlar

0,7 mjs yoki undan ortiq oqim tezligida. Xlorakokklar uchun tezlik chegarasi 0,5-0,8 mjs ichida, ko'k uchun esa.

yashil suv o'tlari "suv gullashi" patogenlari darajasi

0,2-0,3 mjs allaqachon noqulay.

Oqim biotoplarda umurtqasiz hayvonlarning harakatini belgilovchi asosiy omillardan biridir. suvning past oqimli pastki qatlamlarida yashaydigan bentik umurtqasizlar;

suv dinamikasidagi o'zgarishlarga juda sezgir

wt. Hozirgi tezlik ular uchun ayniqsa muhim ekologik omil hisoblanadi, chunki u pastki suv qatlamidagi kislorod zaxiralarining yangilanishi bilan bog'liq. Oqim tezligi qanchalik katta bo'lsa, oqim tezroq va ko'p miqdorda sodir bo'ladi.

kislorod bentontlarga. Suv hayvonlarini kuzatish

suvning aralashish intensivligini ko'rsatadi

uylar va daryolar ba'zan ular uchun muhimroqdir,

2-sahifa

Suvning zichligi harorat ortishi bilan kamayadi va sho'rlanish ortishi bilan ortadi; bu miqdorlarning ikkalasi ham chuqurlikning oshishi bilan kamayadi. 25 - 200 m chuqurlikda bir necha darajalar mavjud bo'lib, ularda harorat chuqurlik bilan keskin pasayadi va shu bilan sho'rlanishning o'sishini qoplaydi. Ushbu darajalarda suv osti kemasi barqaror.

Tajriba haroratidagi suv va havoning zichligi jadvallardan olinadi.

Suv (10 g/sm3) va divinil (062 g/sm3) zichligi bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi. Shuning uchun, ular orasida katta aloqa yuzasini yaratish uchun aralashtirish kerak. Aralashtirmasdan, divinil va suv aralashmasi tezda yuqori, engilroq divinil qatlamiga va pastki, og'irroq suvga ajraladi. Aralashtirish qanchalik kuchli bo'lsa, divinil va suvdagi aldegidning muvozanat miqdori tezroq o'rnatiladi.

Suv (10 g/sm3) va butadien (062 g/sm3) zichligi sezilarli darajada farqlanadi. Shuning uchun, ular orasida katta aloqa yuzasini yaratish uchun aralashtirish kerak. Aralashtirmasdan, butadien va suv aralashmasi tezda yuqori, engilroq, butadien qatlamiga va pastki, og'irroq, suvli qatlamga ajraladi. Aralashtirish qanchalik kuchli bo'lsa, butadien va suvda aldegidning muvozanat miqdori tezroq o'rnatiladi.

Suvning zichligi erigan moddalarning har xil konsentratsiyasi bo'lgan suvlarning aralashuvi mavjud bo'lganda va bu farqlar oqava suvlarni tozalash inshootlarida oqim rejimiga va reagentlar iste'moliga ta'sir qilishi mumkin bo'lganda aniqlanadi. Loy va loyning zichligini aniqlash muhim ahamiyatga ega.

Qattiq holatdan suyuq holatga (O S) o'tishda suvning zichligi ko'pchilik moddalardagi kabi o'zgarmaydi, lekin ortadi. 0 dan 4 C gacha qizdirilganda suvning zichligi ham ortadi va 4 C da zichlik maksimal bo'ladi. Yuqori haroratlarda u pasayadi. Suvning issiqlik sig'imi anomal darajada yuqori 4 2 kJ / kg - K, bu xususiyat tufayli suv, go'yo Yerning harorat regulyatori.

OSdagi suvning zichligi 0 99987 kg / l; Eng yuqori zichlik 1000 kg / l yoki 999 973 kg / m3 ga teng, suv esa 398 S ga teng.

Berilgan haroratda suvning zichligi (pH) O mos yozuvlar jadvalidan topiladi. Refraktometr yordamida berilgan haroratda n sindirish ko'rsatkichini aniqlang.

Suyuqlikning asosiy mexanik xususiyatlariga zichlik va solishtirma og'irlik kiradi.

Zichlik r suyuqlik massasining nisbati m uning hajmiga V:

Zichlik birligi ρ SI tizimida kg/m 3 ni tashkil qiladi.

O'ziga xos tortishish γ (N / m 3) - suyuqlik og'irligining uning hajmiga nisbati:

. (1.4)

Suyuqliklar va gazlarning zichligi harorat va bosimga bog'liq. Suvdan tashqari barcha suyuqliklar harorat oshishi bilan zichlikning pasayishi bilan tavsiflanadi. Suvning zichligi maksimal darajada t= 4 ºS va bu qiymatdan haroratning pasayishi va ortishi bilan kamayadi. Bu suvning anomal xususiyatlaridan biridir.

Distillangan suvning zichligi at t\u003d 4º C 1000 kg / m 3; dengiz suvi - 1020 ... 1030 kg / m 3; o'lik ko'ldan (Isroil) suv - 1300 ... 1400 kg / m 3; neft va neft mahsulotlari - 650 ... 900 kg / m 3; toza simob - 13600 kg / m 3. Gazlarning zichligi suyuqlik zichligidan taxminan uch daraja kichikroqdir. Masalan, havoning atmosfera bosimi va haroratidagi zichligi t= 0 ºS ρ c \u003d 1,293 kg / m 3.

Suyuqlikning zichligini to'g'ridan-to'g'ri tortish yoki Arximed printsipi asosida ishlaydigan gidrometr yordamida aniqlash mumkin. Bundan tashqari, turli xil avtomatik suyuqlik zichligi analizatorlari mavjud. Gazlarning zichligi turli densitometrlar (gidrometrik, tebranish, akustik va boshqalar) yordamida yoki bilvosita usulda (muhit holatining parametrlarini o'lchash, uning tarkibini aniqlash va tegishli hisob-kitoblarni bajarish) aniqlanadi.

1.4. Suyuqlik va gazlarning asosiy fizik xossalari

Siqilish qobiliyati. Suyuqlikdagi bosim o'zgarganda uning hajmi o'zgaradi va shuning uchun zichlik ham o'zgaradi. Bu xususiyat suyuqlikning siqilish qobiliyati deb ataladi, bu bilan tavsiflanadi volumetrik siqish nisbati β R, 1/Pa, bu birlikdagi bosim o'zgarishi bilan suyuqlik hajmining nisbiy o'zgarishi:

β R = = , (1.5)

Qayerda V

V 2 - suyuqlikning yakuniy hajmi;

∆V- bosim ∆ ga o'zgarganda suyuqlik hajmining o'zgarishi R.

(1.5) formuladagi ″–″ belgisi bosim oshishi bilan suyuqlik hajmining kamayishini bildiradi ( V 2 < V 1).

Suyuqlikning siqilish qobiliyati juda kichik bo'lganligi sababli, ko'p hollarda muhandislik hisoblarida siqilishga e'tibor berilmaydi. Shu bilan birga, gidravlika tizimlarining ishlashi paytida suyuqlikdagi bosim sezilarli darajada oshganda (masalan, quvur liniyasidagi o'chirish moslamasining keskin yopilishi yoki ochilishi tufayli) holatlar mumkin. Bunday hollarda suyuqlikning siqilishini hisobga olish kerak. Agar Jahon okeanidagi suv (o'rtacha chuqurligi 3700 m) siqilmas bo'lsa, uning darajasi 27 m.7% ga, kerosin esa 0,8% ga ko'tariladi.

Tashqi yukni olib tashlaganingizdan so'ng ∆ R suyuqlikda uning asl hajmi tiklanadi. Bu xususiyat suyuqlikning elastik xususiyatlarini tavsiflaydi. Ifoda (1.5) mohiyatan hajmli siqish modeli uchun taniqli Guk qonunidir. Suyuqlikning elastik siqilish o'lchovi sifatida hajmli siqish nisbatining o'zaro nisbati bo'lgan qiymat olinadi - suyuqlikning ommaviy moduli E 0 , Pa:

E 0 = . (1.6)

Elastiklikning ommaviy modulining jismoniy ma'nosini, agar biz boshlang'ich hajm deb hisoblasak, ifodalash mumkin V 1 \u003d 1 m 3, bosim o'zgarishi ∆ R= 1 Pa. Keyin, (1.5) va (1.6) ga muvofiq, uchun ifodasi E 0 ga teng bo'ladi:

E 0 = ,

ya'ni elastiklik moduli bosim bir birlikka o'zgarganda bir kubometr suyuqlikdagi o'zgarishning o'zaro nisbati sifatida ifodalanishi mumkin.

Elastiklikning izotermik va adiabatik modullarini farqlang. Odatda, egiluvchanlikning izotermik moduli hisob-kitoblarda qo'llaniladi E 0m, atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi tugashi kerak bo'lgan sekin jarayonlarni tahlil qilishda ishlatiladi. Elastiklikning adiabatik moduli izotermikdan biroz kattaroq va tez jarayonlarda, masalan, quvurlardagi gidravlik zarbada qo'llaniladi. Elastiklik moduli harorat va bosimga bog'liq va odatda gidravlik tizimlarni hisoblashda egiluvchanlikning izotermik modulining o'rtacha qiymati qo'llaniladi (o'rtacha qiymatlar E Ba'zi suyuqliklar uchun 0t jadvalda keltirilgan. 1).

1-jadval

Elastiklikning izotermik moduli qiymatlari E Ba'zi suyuqliklar uchun 0t

Suyuqlikning zichligi bosimning oshishi bilan sezilarli darajada o'zgarmaydi va bu o'zgarish odatda hisobga olinmaydi. Masalan, bosimning 0,1 MPa dan 10 MPa gacha (100 marta) oshishi bilan suvning zichligi 0,5% ga oshadi. Shunday qilib, suyuqlikning zichligi amalda bosimga bog'liq emas deb taxmin qilishimiz mumkin.

Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, gazlarning siqilishi juda muhim va uni gaz tizimlarini hisoblashda hisobga olish kerak. Gazning bosimi va hajmiga bog'liq bo'lgan qonun Boyl-Mario qonuni deb ataladi (avval bu qonunni 1662 yilda R. Boyl, so'ngra Boyldan mustaqil ravishda yana 1679 yilda E. Mariotte kashf etgan): doimiy haroratda va ideal gazning massasida, uning bosimi p va hajmining mahsulotiVdoimiy:

R 1 V 1 = R 2 V 2 = const .

Misol uchun, agar ma'lum miqdordagi gaz hajmining yarmigacha siqilgan bo'lsa, u holda gazdagi bosim ikki barobar ortadi va aksincha. Ushbu qonun formulada qayd etilganidek, ideal gazlar uchun amal qiladi. Ideal gaz gaz molekulalari faqat kinetik energiyaga ega deb hisoblaydigan gazning matematik modelidir. Shu bilan birga, molekulalar o'rtasida hech qanday jozibador yoki itaruvchi kuchlar mavjud emas, molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir qilish vaqti ahamiyatsiz darajada kichik va zarralarning bir-biri bilan va tomir devorlari bilan to'qnashuvi mutlaqo elastikdir.

Biroq, gaz siqilganda issiqlik ajralib chiqadi va agar gazga harorat farqini tenglashtirish uchun vaqt berilmasa (adiabatik jarayon sodir bo'ladi), u holda bosimning oshishi bosimning kattaroq nisbatda sodir bo'lishi aniq. hajmining pasayishi. Bu holda Boyl-Mariott qonuni quyidagi shaklga ega:

R 1 = p 2 , (1.7)

Qayerda n- quvvat ko'rsatkichi doimiy bosimdagi o'ziga xos issiqlikning doimiy hajmdagi o'ziga xos issiqlikka nisbatiga teng (quruq atmosfera havosi uchun) n = 1,405).

Izotermik jarayonda n= 1. Amalda gaz holatini o'zgartirish jarayoni odatda ikki chegara (izotermik va adiabatik jarayonlar) o'rtasida sodir bo'ladi va politropik deyiladi. Quvvat ko'rsatkichi n Quruq atmosfera havosi uchun (politropik indeks) 1 oralig'ida o'zgarib turadi< n < 1,405. Процесс изменения состояния газа в трубопроводах систем газоснабжения с достаточной точностью можно считать изотермическим.

haroratning kengayishi. Bu suyuqliklarning harorat o'zgarishi bilan hajmini o'zgartirish xususiyati; hajmni kengaytirishning harorat koeffitsienti bilan tavsiflanadi β t(1 / ºS), bu doimiy bosimda haroratning bir birlikka (1 ºS) o'zgarishi bilan suyuqlik hajmining o'zgarishi:

β t = = , (1.8)

Qayerda V 1 - suyuqlikning dastlabki hajmi;

V 2 - suyuqlikning yakuniy hajmi;

∆V- harorat ∆ ga o'zgarganda suyuqlik hajmining o'zgarishi t.

Boshqa so'zlar bilan aytganda, β t - bu harorat 1 / ºS ga oshishi bilan suyuqlik hajmining nisbiy o'sishini ifodalovchi raqam. Turli bosim va haroratdagi suv uchun koeffitsient β t ichida farqlanadi: β t≈ 0,00014 ... 0,00066 (1 / ºS). Haroratning oshishi bilan suyuqlik hajmining o'zgarishi ahamiyatsiz va odatda sezilarli harorat o'zgarishi bilan hisobga olinadi. Ko'pgina suyuqliklar uchun hajmning kengayish koeffitsienti β t bosim ortishi bilan kamayadi.

Suyuqlikning massasi degan mantiqiy taxminga asoslanib, haroratning o'zgarishi bilan uning zichligi o'zgarishini aniqlaymiz. m harorat o'zgarganda suyuqlik o'zgarmaydi, uning hajmi va zichligi o'zgaradi:

m = ρ 0 ∙V 1 = ρ t ∙ (V 1 + ∆V), (1.9)

Qayerda ρ 0 - dastlabki haroratdagi zichlik t 1 ;

ρ t- haroratdagi zichlik t 2 = t 1 + ∆t (∆t- haroratning o'zgarishi).

(1.9) tenglamadan zichlikni ifodalaymiz ρ t, va (1.8) dan - hajm o'zgarishi ∆ V:

∆V = β t ∙V 1 ∙∆t; ρ t = ;

ρ t = ρ 0 = ρ 0 .

Suyuqlikning zichligi ahamiyatsiz, ammo bosimga bog'liq bo'lgani uchun, aniqlashda oxirgi ifodada ρ t uning qiymatini faqat taxminan taxmin qilish mumkin:

ρ t ≈ ρ 0 . (1.10)

Suyuqlik zichligining haroratga bog'liqligi isitish tizimlarida tabiiy aylanishni yaratish, yonish mahsulotlarini olib tashlash va boshqalar uchun keng qo'llaniladi.

Gaz hajmining haroratga bog'liqligi matematik tarzda deyilgan tenglama bilan ifodalanadi Gey-Lyusak qonuni(qonun birinchi marta 1802 yilda nashr etilgan):

V = V 0 (1 + κ t), (1.11)

Qayerda V 0 - 0 ºS da gaz hajmi;

t- haqiqiy harorat;

κ - kengayish koeffitsienti gaz hajmining 0 ºS haroratda 1 ºS ga ko'tarilgan gazni egallagan hajmga ko'payishiga teng ( κ = ).

Gey-Lyusak qonuni harorat o'zgarganda gazning bosimi o'zgarmasligi sharti bilan amal qiladi. Ammo shuni yodda tutish kerakki, gaz juda siqilgan yoki suyuqlanish holatiga yaqinlashganda, bu qonun oqlanmaydi. Bunday holda (1.11) formuladan foydalanish mumkin emas.

Yopishqoqlik. Bu suyuqlikning zarralari yoki qatlamlarining harakatiga olib keladigan tashqi kuchlarning ta'siriga qarshilik ko'rsatish xususiyatidir.

Yopishqoqlik suyuqlik qatlamlarining ularning aloqa yuzasida nisbiy harakati bilan kesishma qarshilik kuchlari paydo bo'lishida namoyon bo'ladi. kuchlar ichki ishqalanish yoki yopishqoqlik kuchlari. Ushbu kuchlar tufayli sekinroq harakatlanadigan suyuqlik qatlami tezroq harakatlanadigan qo'shni qatlamni "sekinlashtiradi". Ichki ishqalanish kuchlari harakatlanuvchi qatlamlar va molekulalarning xaotik issiqlik harakati o'rtasida molekulalararo bog'lanishlar mavjudligi tufayli namoyon bo'ladi.

Suyuqlikdagi ichki ishqalanish kuchlari birinchi marta 1686 yilda Nyuton tomonidan kashf etilgan, keyin esa prof. 1883 yilda N. P. Petrov. Yopishqoqlik tushunchasining fizik mohiyatini oydinlashtirish uchun quyidagi sxemani ko'rib chiqing (1.2-rasm).

Guruch. 1.2. Suyuqlikning viskozitesini aniqlash sxemasi

Harakatlanuvchi suyuqlikdagi ikkita qo'shni qatlamni ajratamiz, ulardan biri tezlikda harakat qiladi u 1 va ikkinchisi tezlik bilan u 2. Bu qatlamlarning suyuqlik molekulalari suyuqlik oqimi (molekulalar) yo'nalishiga to'g'ri keladigan ikkala yo'naltirilgan harakatga ega bo'lishi mumkin. A Va IN) va o'z tezligi bilan xaotik harakat (molekulalar BILAN Va D). molekulalar orasida A Va IN o'zaro tortishish kuchlari harakat qiladi va molekula A, sekinroq harakatlansa, molekula harakatini "sekinlashtiradi" IN. Shu bilan birga, molekula BILAN, yuqori qatlamga tushib, uning harakatini sekinlashtiradi. Shubhasiz, qatlamlar orasida suyuqlikning yuqori qatlamga nisbatan harakatiga qarshi qaratilgan ichki ishqalanish kuchlari paydo bo'ladi.

Guruch. 1.3. Yopishqoq suyuqlik oqimidagi tezlik profili

Ichki ishqalanish kuchlari faqat harakatlanuvchi suyuqlikda mumkin, ya'ni suyuqlikning yopishqoqligi faqat u oqayotganda o'zini namoyon qiladi. Har xil tezlikdagi suyuqlik qatlamlarining harakati qattiq sirtlar bo'ylab harakat qilganda sodir bo'ladi, chunki qattiq sirt yaqinida suyuqlik harakatining tezligi nolga teng. Suyuqlikning zarralari, go'yo, unga yopishib, sirtga "yopishadi". Shuning uchun suyuqlikning tezligi qattiq sirtdagi noldan suyuqlikning asosiy qismining tezligiga qadar ortadi (1.3-rasm).

Nyuton, keyinchalik tajriba bilan tasdiqlangan, ichki ishqalanish kuchlarini taklif qildi F tr qatlamlar orasidagi aloqa maydoniga proportsionaldir S va harakatlanuvchi qatlamlarning nisbiy tezligi du(surma tezligi):

F tr = μ S ,

Qayerda du/dn - tezlik gradienti (kesish deformatsiya tezligi), ya'ni tezlik vektorining o'zi yo'nalishiga normal yo'nalishda tezlikning o'zgarishi miqdori;

μ - mutanosiblik omili, o'ziga xos suyuqliklarning xususiyatlarini hisobga olgan holda va chaqiriladi suyuqlikning dinamik yopishqoqlik koeffitsienti(yoki oddiygina dinamik suyuqlikning yopishqoqligi).

Agar ishqalanish kuchini olsak F tr birlik yuzasiga, keyin biz kesish kuchlanishidan boshqa hech narsa olmaymiz τ :

τ = μ . (1.12)

Frantsuz olimi Puazeyl xotirasiga dinamik yopishqoqlik birligi "poise" deb nomlandi: CGS tizimida 1P = 1 g / (sm s). SI tizimida dinamik yopishqoqlik birligi 1 Pa s = 1 kg/(m s); 1 Pa s \u003d 10 P.

Gidravlik hisob-kitoblarda, dinamik yopishqoqlikka qo'shimcha ravishda, kontseptsiya ko'pincha ishlatiladi kinematik yopishqoqlik, dinamik yopishqoqlik nisbatiga teng μ suyuqlikning zichligiga ρ :

ν = . (1.13)

"Kinematik yopishqoqlik" nomi o'lchamga faqat kinematik (dinamik emas) miqdorlar kiritilganligini aks ettiradi. Kinematik yopishqoqlikning SI birligi m 2 / s. CGS tizimida sm 2 / s birligi qabul qilingan, ingliz olimi Stokes "stoks" nomi bilan atalgan; 1 m 2 / s \u003d 10 4 Art. Stokesning yuzdan bir qismi sentistok (cSt) deb ataladi.

Nyutonning ichki ishqalanish qonuni (1.12) o'rinli bo'lgan suyuqliklar deyiladi Nyuton.

Suyuqliklar (kolloid suspenziyalar, polimer eritmalari, loydan olingan shlamlar, tsement, ohak, tubi kanalizatsiya loylari, sapropellar, bo'yoqlar va boshqalar) mavjud bo'lib, ular uchun kesish kuchlanishi o'rtasidagi bog'liqlik mavjud. τ va siljish deformatsiyasi tezligi du/dn quyidagicha ifodalanadi:

τ = τ 0 + μ . (1.14)

Bunday suyuqliklar Nyuton emas va deyiladi viskoplastik, anomal yoki Bingham. Eksperimental ravishda aniqlanganki, bunday suyuqliklarda harakat faqat kesishish kuchlanishining ma'lum bir qiymatidan keyin sodir bo'ladi, odatda deyiladi dastlabki kesish stressiτ 0 . Shunday qilib, viskoplastik suyuqliklar Nyuton suyuqliklaridan tinch holatda siljish kuchlanishining mavjudligi bilan farq qiladi. τ 0 .

To'kiladigan suyuqliklarning yopishqoqligi haroratga bog'liq va harorat oshishi bilan kamayadi. To'kiladigan suyuqlik haroratining oshishi bilan uning yopishqoqlik koeffitsientlari (dinamik va kinematik) o'nlab va yuzlab marta keskin pasayadi, bu suyuqlik molekulalarining ichki energiyasining molekulalararo bog'lanish energiyasiga nisbatan ortishi bilan bog'liq. suyuqlikda. Suyuqliklarning yopishqoqligi bosimga ham bog'liq, ammo bu bog'liqlik faqat nisbatan katta bosim o'zgarishida (bir necha o'n MPa) sezilarli darajada namoyon bo'ladi. Bosim ortishi bilan ko'pchilik suyuqliklarning yopishqoqligi ortadi. Istisno suvdir, uning uchun 32 ºS gacha bo'lgan haroratlarda yopishqoqlik bosim oshishi bilan kamayadi.

Tomchi suyuqliklardan farqli o'laroq, gazlarning yopishqoqligi harorat oshishi bilan ortadi, chunki gaz harorati oshishi bilan molekulalarning issiqlik harakati tezligi oshadi, bu esa gazni yanada yopishqoq qiladi. Gaz yopishqoqligining bosimga bog'liqligi suyuqliklarni tushirishga o'xshash bog'liqlikdan hech qanday farq qilmaydi.

Fizikaning butun bir tarmog'i - viskozimetriya - yopishqoqlikni o'lchash usullarini o'rganishga bag'ishlangan. Suyuqliklarning yopishqoqligi viskozimetrlar yordamida o'lchanadi. Viskoziteni o'lchash usullarining xilma-xilligi va viskozimetrlarning konstruktsiyalari viskozite qiymatlarining keng diapazoni (gazlar uchun 10-5 Pa s dan bir qator polimerlar uchun 10 12 Pa s gacha) va o'lchash zarurati bilan bog'liq. past yoki yuqori harorat va bosim sharoitida yopishqoqlik (masalan, suyultirilgan gazlar, erigan metallar, yuqori bosimdagi suv bug'lari va boshqalar). Suyuqliklar va gazlarning yopishqoqligini o'lchashning eng keng tarqalgan uchta usuli - kapillyar, aylanuvchi va tushuvchi to'p usuli.

Kapillyar viskozimetrda viskozite ma'lum hajmdagi suyuqlikning kalibrlangan teshikdan (kapillyar) oqib o'tishi uchun zarur bo'lgan vaqt bilan aniqlanadi. Qoida tariqasida kinematik viskozite aniqlanadi. Yopishqoqlik oldindan oqim soniyalarida aniqlanadi va keyin formula bo'yicha hisoblanadi ν = κ t, Qayerda κ - pasportda berilgan viskozimetr konstantasi, mm 2 / s 2; t- amal qilishning o'rtacha arifmetik vaqti, sek. Turli mamlakatlarda qovushqoqlikni aniqlash uchun Engler (Yevropada), Saybolt (AQShda), Redwood (Buyuk Britaniyada) viskozimetrlari qo'llaniladi. Engler viskozimetridan foydalanganda viskozite Engler °E darajalarida aniqlanadi (200 sm 3 hajmdagi sinov suyuqligining tugash vaqtining 20 haroratda bir xil hajmdagi suvning tugash vaqtiga nisbati). ° C), so'ngra tegishli formula bo'yicha hisoblab chiqiladi.

Aylanadigan viskozimetrlarda dinamik qovushqoqlik ma'lum rotor tezligidagi momentdan yoki ma'lum momentdagi rotor tezligidan (masalan, Brukfild viskozimetri) aniqlanadi. Viskozimetriyaning aylanish usuli shundan iboratki, sinov suyuqligi sinov muhitining siljishi uchun zarur bo'lgan ikkita tana orasidagi kichik bo'shliqqa joylashtiriladi. Tajriba davomida jismlardan biri harakatsiz qoladi, ikkinchisi aylanma viskozimetrning rotori deb ataladi va doimiy tezlikda aylanadi. Shubhasiz, viskozimetr rotorining aylanish harakati yopishqoq muhitning harakati orqali boshqa sirtga uzatiladi. Demak, xulosa kelib chiqadi - aylanma viskozimetrning rotorining aylanish momenti yopishqoqlik o'lchovidir.

Yiqilgan shar usuli yopishqoq suyuqlikdagi qattiq sharning erkin tushish tezligi va suyuqlikning yopishqoqligiga bog'liqligiga asoslanadi (masalan, tushayotgan shar Geppler viskozimetri).

Yopishqoqlik, shuningdek, o'rganilayotgan muhitga joylashtirilgan plastinkaning davriy tebranishlarini susaytirishi bilan aniqlanadi (ultratovush usuli). Kinematik va dinamik yopishqoqlikni o'lchash uchun avtomatik tizimlar mavjud.

Gazlarning erishi. Barcha suyuqliklar gazlarni ma'lum darajada yutadi va eritadi. Suyuqlikda to'yingangacha erishi mumkin bo'lgan nisbiy gaz miqdori interfeysdagi bosimga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Gaz hajmi V g, tomchi suyuqlikda to'liq to'yingangacha eritiladi, formula bilan hisoblanadi:

V r = k G V f , (1.15)

Qayerda V w - suyuqlik hajmi;

p 1 Va p 2 - mos ravishda, suyuqlik-gaz interfeysidagi dastlabki va oxirgi bosim;

k r - suyuqlikdagi gazning eruvchanlik koeffitsienti (atmosfera bosimi va haroratda eriydigan gazning hajmi. t\u003d suyuqlik hajmining birligiga 0 ºS).

Havoning to'yingandan oldin haqiqiy suyuqlikda eruvchanligi uning turiga va zichligiga bog'liq. Eruvchanlik koeffitsientining chegara qiymatlari k g 0,12 ... 0,2 ga yetishi mumkin. 20 ºS haroratda va atmosfera bosimida suv hajmi bo'yicha 1,6% erigan havoni o'z ichiga oladi. Harorat ko'tarilgach, eruvchanlik koeffitsienti kamayadi. Bosimning pasayishi bilan (1.15) formulaga muvofiq suyuqlikdan gaz hajmi chiqariladi. Gaz evolyutsiyasi jarayoni erishdan ko'ra intensivroq davom etadi.

Bug'lanish. Bu tushayotgan suyuqlikning agregatsiya holatini o'zgartirish, xususan, bug'ga aylanish xususiyatidir. Suyuqlikning erkin yuzasida sodir bo'ladigan bug'lanish (bug'lanish) intensivligi suyuqlikning turiga va u joylashgan sharoitga bog'liq. Suyuqlikning uchuvchanligini tavsiflovchi ko'rsatkichlardan biri uning normal atmosfera bosimidagi qaynash nuqtasidir - qaynash nuqtasi qanchalik yuqori bo'lsa, uchuvchanlik shunchalik past bo'ladi. Qaynatish - suyuqlik ichida sodir bo'ladigan suyuqlikning gazsimon holatga o'tish jarayoni. Uning yuzasida bosim kuchayishi bilan qaynash nuqtasi ortadi.

Agar bug'lanish bo'sh bo'shliqda sodir bo'lsa, bug'lanish jarayonida bug' fazasiga o'tgan deyarli barcha molekulalar suyuqlik yuzasidan chiqariladi va orqaga qaytmaydi. Agar suyuqlik yopiq bo'shliqda bo'lsa, unda bug'larning ma'lum bir konsentratsiyasiga erishgandan so'ng, bug'lanish va kondensatsiya jarayonlari o'rtasida muvozanat o'rnatiladi va bug' bosimi doimiy bo'ladi. Suyuqlik bilan termodinamik muvozanatda yopiq fazoda bo'lgan bunday bug (vaqt birligida suyuqlikdan chiqib, bug 'fazasiga o'tgan molekulalar soni bir vaqtning o'zida suyuqlikka qaytgan molekulalar soniga teng) , deyiladi boy. Va uning bosimi ma'lum bir haroratda to'yingan bug' bosimi. Bunday holda, bug 'va suyuqlikning bosimi bir xil bo'ladi.

Gidravlikada eng muhimi, suyuqlikning butun hajmida intensiv bug'lanish boshlanadigan holat. Odatda suyuqlik bosimi to'yingan bug 'bosimiga tushganda R np (ma'lum bir haroratda), suyuqlikda gaz pufakchalari hosil bo'ladi, ya'ni. "sovuq qaynash" deb ataladigan narsa sodir bo'ladi.

Giyohvandlik R np suv harorati bo'yicha yorliqda berilgan. 2.

jadval 2

Suv uchun to'yingan bug' bosimi qiymatlari

haroratga bog'liq

Jadvalda keltirilgan ma'lumotlardan suvning qaynashini ko'rish mumkin t= 100 ºS va atmosfera bosimi ( R np = R da). Biroq, agar suv yuzasida bosim kamaytirilsa R\u003d 12,6 kPa, ya'ni suyuqlik ichidagi bosim bir xil qiymatga tushadi (bu bosim atmosfera bosimidan 8 baravar kam bo'ladi), keyin suv haroratda qaynatiladi. t= 50 ºS.

Tasavvur qiling-a, suyuqlik quvur liniyasi orqali oqadi va past bosim zonasiga kiradi va bu bosim ma'lum bir haroratda suyuqlikning to'yingan bug' bosimidan past bo'ladi. Bunday holda, suyuqlikda erigan gaz ajralib chiqadi va gaz bo'shliqlarini hosil qiladi (ya'ni "sovuq qaynatish" jarayoni sodir bo'ladi). Bu hodisa kavitatsiya deb ataldi (lotincha "cavitas" - V. Froud tomonidan muomalaga kiritilgan bo'shliq).

Kavitatsiya - ma'lum bir haroratda to'yingan bug 'bosimi ostidagi bosimning mahalliy pasayishi tufayli harakatlanuvchi suyuqlikdagi uzilish.

Quvur liniyasida suyuqlik oqimi bilan harakatlanadigan pufakchalar yuqori bosim yoki past haroratli hududga kirib, bir zumda yopiladi. Bu vaqtda bug 'kondensatsiyalanadi va gazlar yana suyuqlikka eriydi. Suyuq zarralar hosil bo'lgan bo'shliqlarga yuqori tezlikda kirib boradi, bu esa mahalliy gidravlik shoklarga (bu joylarda bosimning keskin va sezilarli darajada oshishi) va tovush impulslariga olib keladi. Oddiy holatlarda kavitatsiya istalmagan hodisa bo'lib, quyidagilarga olib keladi:

Suyuqlikning siqilish qobiliyatini oshirish;

Zichlikning pasayishi;

Quvurning o'tkazuvchanligini kamaytirish;

Suyuqlikning haroratini oshirish;

Metallning kavitatsion korroziyasi.

Birinchi marta kavitatsiya hodisasi kemasozlikda 1893 yilda ingliz esminesi Daringni sinovdan o'tkazish paytida uchragan. To'liq tezlikda pervanel o'z xususiyatlarini keskin o'zgartirdi, bu esa kema tezligining pasayishiga olib keldi. Shunga o'xshash muammo bir necha yil o'tgach, birinchi turbinali "Turbiniya" kemasini sinovdan o'tkazishda duch keldi.

Suyuqlikning to'yingan bug 'bosimi, masalan, qanotli nasoslar bilan suv ta'minoti tizimlarini hisoblashda hisobga olinishi kerak bo'lgan muhim parametrdir. Bu bosim turli avtomatik analizatorlar, termostatlar yordamida aniqlanadi. Ushbu qurilmalarning aksariyati Reid printsipi bo'yicha ishlaydi. Qurilmaning suyuqlik kamerasi sinov mahsulotining sovutilgan namunasi bilan to'ldiriladi va 37,8 ° S haroratda havo kamerasiga ulanadi. Qurilma 37,8 ± 0,1 ºS haroratli vannaga botiriladi va doimiy bosimga erishilguncha vaqti-vaqti bilan chayqatiladi, bu apparatga ulangan manometr tomonidan ko'rsatiladi. To'g'ri tuzatilgan bosim o'lchagichining ko'rsatkichi Reid bug'ining bosimi sifatida qabul qilinadi.

Ilmiy-tadqiqot ishlari Langepas shahridagi “6-sonli gimnaziya” munitsipal ta’lim muassasasi bazasida maktab laboratoriyasida olib borildi va “Kelajak sari qadam” ilmiy-amaliy konferensiyasining shahar bosqichida taqdim etildi.

Ilmiy-texnika taraqqiyoti bilan bog'liq bo'lgan insoniyatning yaqin tarixi tabiatga munosabatda bo'lgan e'tiborsizlik uning javobsiz qolmasligini ko'rsatadi. Faqat o'tgan 20-asrda insoniyat ekologik vaziyatni shunchalik yomonlashtirishga muvaffaq bo'ldiki, bugungi kunda Yerda insonning omon qolishi mumkinligi haqidagi savol qonuniydir.

Suvni ifloslantirishning asosiy manbalari sanoat korxonalari, qishloq xoʻjaligi, kommunal xoʻjaliklarning oqava suvlari; suv konlari, neft konlari, konlar; turli foydali qazilmalarni qazib olish jarayonida ishlab chiqarish chiqindilari; suv va temir yo'l transportidan chiqadigan chiqindilar. Tabiiy suv havzalariga kiruvchi ifloslantiruvchi moddalar suvning fizik xususiyatlarining o'zgarishida namoyon bo'ladigan sifat o'zgarishlariga olib keladi.

Ishning maqsadi: suvning fizik xususiyatlariga turli xil aralashmalarning ta'sirini o'rganish.

Vazifalar:

1. suvning fizik xususiyatlarini o'rganish;
2. tabiiy suv aralashmalarining tarkibini, ularning suvdagi konsentratsiyasini tahlil qilish;
3. Nova raqamli laboratoriyasidan foydalangan holda suvning ayrim fizik xususiyatlariga aralashmalarning ta'sirini amaliy o'rganish.

Toza suvning zichligi 1000 kg/m3. Suvning zichligi haroratga bog'liq. Harorat ko'tarilganda moddalar hajmini oshiradi va zichligini kamaytiradi, deb hamma biladi. Suv aynan bir xil xususiyatga ega, lekin 0 dan 4 ° C gacha bo'lgan oraliqda, bu erda harorat oshishi bilan hajm oshmaydi, aksincha, pasayadi, bu xususiyat bajarilmaydi.

Muzlaganda suv to'satdan hajmi 11% ga oshadi va eriganida birdaniga kamayadi. Bu hajmning oshishi tabiatda ham, inson hayotida ham katta rol o'ynaydi. Suv muzlaganda va uning hajmi yanada oshsa, u kengayadi, natijada kuchli bosim paydo bo'ladi. Shuning uchun muzlagan suv yopiq bo'shliqlarda, tog 'yoriqlarida halokatli kuchga ega.

Suv tarkibida aralashmalar paydo bo'lishi bilan uning muzlash va qaynash nuqtalarining o'zgarishi kuzatiladi. Eritmalarning qaynash nuqtasi toza erituvchilarni tavsiflovchi haroratlarga nisbatan ko'tariladi va muzlash nuqtasi pasayadi.

Sirt tarangligi suv molekulalarining bir-biriga yopishish darajasini tavsiflaydi. Bu parametr organizm tomonidan suvning hazm bo'lish darajasini belgilaydi. "Suyuq" suv qancha ko'p bo'lsa, organizm molekulyar aloqalarni uzish va o'zaro ta'sir qilish uchun kamroq energiya talab qiladi. Suv "suyuq", biologik mavjud, oson hazm bo'lishi kerak, ya'ni. suv molekulalari orasidagi sirt taranglik darajasi juda yuqori bo'lmasligi kerak.

Suvning kapillyarligi Yerda sodir bo'ladigan ko'plab tabiiy jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. Shu tufayli suv tuproqni namlaydi va o'simliklarning ildizlariga ozuqa eritmalarini etkazib beradi.

Suv tarkibidagi o'tish aralashmalari. Suv strukturasining o'ziga xosligi uning erituvchi sifatida ko'p qirraliligini belgilaydi. Tabiiy suvlarda siz butun Mendeleyev tizimini topishingiz mumkin. Albatta, ifloslangan suvning fizik xususiyatlari o'zgaradi, bu esa turli xil muammolarni keltirib chiqaradi.

D Turli xil aralashmalarning suvning fizik xususiyatlariga ta'sirini aniqlash uchun aralashmalarning suvli eritmalari tayyorlangan:

• yog ';
• sirka kislotasi;
• sirt faol moddalar (kir yuvish kukuni);
• og'ir metallarning tuzlari (qo'rg'oshin, mis).

Eksperimental qismning markazida Tekshiruvning kriyoskopik usuli turli xil eritmalarning muzlash nuqtalariga aralashmalarning ta'sirini o'rganishdan iborat.

Kristalizatorda past haroratlarni yaratish uchun maydalangan muz, suv va natriy xloridning sovutish aralashmasi ishlatilgan, bu esa haroratning -15 ga tushishiga erishish imkonini beradi. Kristalizatorga sinov eritmasi solingan probirka qo'yildi. Tajriba uchun NOVA raqamli laboratoriyasining uskunalari qo'llanildi, bu esa o'rganilayotgan jarayonlarni real vaqt rejimida kuzatish, shuningdek, o'lchovlarning aniqligini oshirish imkonini beradi. Harorat sensorlari uzluksiz rejimda sovutish aralashmasi va eritmadagi haroratning o'zgarishini qayd etdi. Ish jarayonida aralashmalarning suvli eritmalarining muzlash haroratlari aniqlandi. Probirkadagi 5 ml hajmdagi probirkalar muz va tuz aralashmasi bilan kalorimetrga solingan.

Tuzilgan grafiklar asosida iflos eritmalarning muzlash nuqtasi toza suvning muzlash nuqtasidan past ekanligini ko'rish mumkin. Haqiqiy jarayonda harorat pasayganda, kristallanish jarayoni doimo suyuqlikning o'ta sovishidan oldin bo'ladi va o'ta sovutilgan eritmalar uchun harorat toza erituvchiga qaraganda ko'proq pasayadi.

Muzlash nuqtasini o'zgartirish jarayonida eng katta farq yog'ni nopoklik sifatida o'z ichiga olgan eritma uchun kuzatiladi. Og'ir metallar va sirt faol moddalar tuzlarini o'z ichiga olgan eritmalar uchun grafik bog'liqlik bo'yicha suyuqlikning o'ta sovutish maydoni yo'q.

Toza suv va aralashmalar bilan suvning zichligini aniqlash uchun ularning massalari va hajmlari o'lchandi. Suv zichligining o'zgarishiga sirt faol moddalar (kir yuvish kukuni) eng katta ta'sir ko'rsatadi va metallar (qo'rg'oshin, mis) eng kam ta'sirga ega.

Ushbu eritmalarning sirt taranglik koeffitsientlarini aniqlash uchun tomchilatib ajratish usuli qo'llanildi. Barcha aralashmalar sirt taranglik koeffitsientini o'zgartiradi. Suvning sirt tarangligining o'zgarishiga og'ir metallarning tuzlari (qo'rg'oshin, mis) eng katta ta'sir ko'rsatadi - sirt taranglik koeffitsienti uch barobar ortadi.

Suv Yerdagi eng noyob moddalardan biridir. Zamonaviy ilm-fanning jadal rivojlanishiga qaramay, olimlar oddiy ko'rinadigan bu moddaning tabiatini hali to'liq o'rganmaganlar! Ma'lum bo'lishicha, H2O ning oddiy formulasi ortida ko'plab ilm-fanning etakchi aqllari haligacha ochib bera olmaydigan sirli modda bor. Suv inson faoliyati ta'sirida o'zgarishi mumkin bo'lgan bir qator noyob va hayvonot (anima-jon) xususiyatlarga ega. Nopokliklar ta'sirida suvning zichligi, sirt taranglik koeffitsienti o'zgaradi, bu ishda tajribada isbotlangan.