Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ЛЕ)"

Лёд

Лёд, вода в твёрдом состоянии; известно 10 кристаллических модификаций Л. и аморфный Л. На рис. 1 изображена фазовая диаграмма воды, из которой видно, при каких температурах и давлениях устойчива та или иная модификация. Наиболее изученным является Л. 1 (табл. 1 и 2) – единственная модификация Л., обнаруженная в природе. Л. встречается в природе в виде собственно Л. (материкового, плавающего, подземного и т.д.), а также в виде снега, инея и т.д. Природный Л. обычно значительно чище, чем вода, т.к. растворимость веществ (кроме NH₄F) во Л. крайне плохая. Л. может содержать механические примеси – твёрдые частицы, капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. Наличием кристалликов соли и капелек рассола объясняется солоноватость морского льда. Общие запасы Л. на Земле около 30 млн. км³. Имеются данные о наличии Л. на планетах Солнечной системы и в кометах. Основные запасы Л. на Земле сосредоточены в полярных странах (главным образом в Антарктиде, где толщина слоя Л. достигает 4 км).

  Табл. 1. – Некоторые свойства льда I

  Примечание. 1 кал/(г×°С)=4,186 кджl (kг (К); 1 ом^-1×см^-1=100 сим/м; 1 дин/см=10^-3н/м; 1 кал/(см (сек×°С)=418,68 вт/(м (К); 1 пз=10^-1 н (сек/м².

Табл. 2. – Количество, распространение и время жизни льда 1

  В связи с широким распространением воды и Л. на земной поверхности резкое отличие части свойств Л. от свойств др. веществ играет важную роль в природных процессах. Вследствие меньшей, чем у воды, плотности Л. образует на поверхности воды плавучий покров, предохраняющий реки и водоёмы от промерзания до дна. Зависимость между установившейся скоростью течения и напряжением у поликристаллического Л. гиперболическая; при приближённом описании её степенным уравнением показатель степени увеличивается по мере роста напряжения; кроме того, скорость течения прямо пропорциональна энергии активации и обратно пропорциональна абсолютной температуре, так что с понижением температуры Л. приближается к абсолютно твёрдому телу. В среднем при близкой к таянию температуре текучесть Л. в 10⁶ раз выше, чем у горных пород. Благодаря текучести Л. не накопляется беспредельно, а стекает с тех частей земной поверхности, где его выпадает больше, чем стаивает (см. Ледники). Вследствие очень высокой отражательной способности Л. (0,45) и особенно снега (до 0,95) покрытая ими площадь – в среднем за год около 72 млн. км² в высоких и средних широтах обоих полушарий – получает солнечного тепла на 65% меньше нормы и является мощным источником охлаждения земной поверхности, чем в значительной мере обусловлена современная широтная климатическая зональность. Летом в полярных областях солнечная радиация больше, чем в экваториальном поясе, тем не менее температура остаётся низкой, т. к. значительная часть поглощаемого тепла затрачивается на таяние Л., имеющего очень высокую теплоту таяния.

  Л. II, III и V длительное время сохраняются при атмосферном давлении, если температура не превышает —170°С. При нагревании приблизительно до —150°С они превращаются в кубический Л. (Л. Ic), не показанный на диаграмме, т. к. неизвестно, является ли он стабильной фазой. Др. способ получения Л. Ic – конденсация водяных паров на охлажденную до —120°С подложку. При конденсации паров на более холодной подложке образуется аморфный Л. Обе эти формы Л. могут самопроизвольно переходить в гексагональный Л. I, причём тем скорее, чем выше температура.

  Л. IV является метастабильной фазой в зоне устойчивости Л. V. Л. IV легче образуется, а возможно и стабилен, если давлению подвергается тяжёлая вода. Кривая плавления льда VII исследована до давления 20 Гн/м² (200 тыс. кгс/см²). При этом давлении Л. VII плавится при температуре 400°С. Л. VIII является низкотемпературной упорядоченной формой Л. VII. Л. IX – метастабильная фаза, возникающая при переохлаждении Л. III и по существу представляющая собой низкотемпературную его форму. Вообще явления переохлаждения и метастабильные равновесия очень характерны для фаз, образуемых водой. Некоторые из линий метастабильных равновесий обозначены на диаграмме пунктиром.

  Полиморфизм Л. был обнаружен Г. Тамманом (1900) и подробно изучен П. Бриджменом (начиная с 1912). С 60-х гг. фазовая диаграмма воды, полученная Бриджменом, несколько раз дополнялась и уточнялась. В табл. 3 и 4 приведены некоторые данные о структурах модификаций Л. и некоторые их свойства.

  Кристаллы всех модификаций Л. построены из молекул воды H₂O, соединённых водородными связями в трёхмерный каркас (рис. 2). Каждая молекула участвует в 4 таких связях, направленных к вершинам тетраэдра. В структурах Л. I, Ic, VII и VIII этот тетраэдр правильный, т. е. угол между связями составляет 109°28'. Большая плотность Л. VII и VIII объясняется тем, что их структуры содержат по 2 трёхмерные сетки водородных связей (каждая из которых идентична структуре Л. Ic), вставленные одна в другую. В структурах Л. II, III, V и VI тетраэдры заметно искажены. В структурах Л. VI, VII и VIII можно выделить 2 взаимоперекрещивающиеся системы водородных связей. Данные о положениях протонов в структурах Л. менее определенны, чем атомов кислорода. Можно утверждать, что конфигурация молекулы воды, характерная для пара, сохраняется и в твёрдом состоянии (по-видимому, несколько удлиняются расстояния О – Н вследствие образования водородных связей), а протоны тяготеют к линиям, соединяющим центры атомов кислорода. Т. о. возможны 6 более или менее эквивалентных ориентаций молекул воды относительно их соседей. Часть из них исключается, поскольку нахождение одновременно 2 протонов на одной водородной связи маловероятно, но остаётся достаточная неопределённость в ориентации молекул воды. Она осуществляется в большинстве модификаций Л. – I, III, V, VI и VII (и по-видимому в Ic), так что, по выражению Дж. Бернала, Л. кристалличен в отношении атомов кислорода и стеклообразен в отношении атомов водорода. Во Л. II, VIII и IX молекулы воды ориентационно упорядочены.

Табл. 3. – Некоторые данные о структурах модификаций льда

Модифи кация	Сингония	Фёдоровская группа	Длины водородных связей,	Углы О—О—О в тетраэдрах
I Ic II III V VI VII VIII IX	Гексагональная Кубическая Тригональная Тетрагональная Моноклинная Тетрагональная Кубическая Кубическая Тетрагональная	P63/mmc F43m R3 P41212 A2/a P42/nmc Im3m Im3m P41212	2,76 2,76 2,75—2,84 2,76—2,8 2,76—2,87 2,79—2,82 2,86 2,86 2,76—2,8	109,5 109,5 80—128 87—141 84—135 76—128 109,5 109,5 87—141

  Примечание. 1 A=10^-10 м.

  Табл. 4. – Плотность и статическая диэлектрическая проницаемость различных льдов

  Л. в атмосфере, в воде, на земной и водной поверхности и в земной коре оказывает большое влияние на условия обитания и жизнедеятельности растений и животных, на разные виды хозяйственной деятельности человека. Он может вызывать ряд стихийных явлений с вредными и разрушительными последствиями (обледенение летательных аппаратов, судов, сооружений, дорожного полотна и почвы, градобития, метели и снежные заносы, речные заторы и зажоры с наводнениями, ледяные обвалы, разрыв корней растений при образовании слоев Л. в почве и др.). Прогнозирование, обнаружение, предотвращение вредных явлений, борьба с ними и использование Л. в различных целях (снегозадержание, устройство ледяных переправ, изотермических складов, облицовка хранилищ, льдозакладка шахт и т.п.) представляют предмет ряда разделов гидрометеорологических и инженерно-технических знаний (ледотехника, снеготехника, инженерное мерзлотоведение и др.), деятельности специальных служб (ледовая разведка, ледокольный транспорт, снегоуборочная техника, искусственное сбрасывание лавин и т.д.). Для некоторых видов спорта используются катки с искусственным охлаждением, позволяющие проводить соревнования на Л. в тёплое время года и в закрытом помещении. Природный Л. используется для хранения и охлаждения пищевых продуктов, биологических и медицинских препаратов, для чего он специально производится и заготавливается (см. Ледник, Льдопроизводство).

  Лит.: Шумский П. А., Основы структурного ледоведения, М., 1955; Паундер Э. Р., Физика льда, пер. с англ., М., 1967; Eisenberg D., Kauzmann W., The structure and properties of water, Oxf., 1969; Fletcher N. H., The chemical physics of ice, Camb., 1970.

  Г. Г. Маленков.

Рис. 1. Фазовая диаграмма воды.

Рис. 2. Схема структуры льда I (показаны атомы кислорода и направления водородных связей) в двух проекциях.

Лёд ископаемый

Лёд ископа'емый, реликтовый подземный лёд, сохранившийся от прошлой эпохи. В начале 19 в. залежи Л. и. считали погребёнными остатками плейстоценовых ледников и снежников. Основанием для этого были находки среди Л. и. в Сибири и на Аляске трупов мамонтов и др. вымерших животных. В 50-х гг. 20 в. было установлено, что Л. и. может представлять собой аналог любого из современных генетических типов подземного льда; большая часть Л. и. образовалась путём замерзания воды в ежегодно возникавших морозобойных трещинах, пронизывавших аллювиальные суглинки, в процессе накопления и промерзания последних (т. н. повторножильный лёд).

  Лит.: Шумский П. А., Очерк истории исследования подземных льдов. Якутск. 1959.

Лёд подземный

Лёд подзе'мный, лёд в земной коре любого происхождения и формы залегания. По времени образования различают современный и лёд ископаемый, по происхождению – первичный (сингенетический), вторичный (эпигенетический) и погребённый.

  Первичный Л. п. образуется в процессе промерзания накапливающихся рыхлых до промерзания отложений. Он составляет преобладающую часть Л. п., встречаясь преимущественно в виде контактного, порового, плёночного базального льда-цемента, реже в форме крупных линз и пластов, т. н. сегрегационного и инъекционного льда. Формирование двух последних типов Л. п. вызывает на поверхности Земли морозное пучение.

  Вторичный Л. п. – продукт кристаллизации воды и водяных паров в трещинах (жильный лёд), порах и пустотах (пещерный лёд) плотных мёрзлых или промерзающих уже сформировавшихся горных пород. В результате ежегодно повторяющегося заполнения льдом морозобойных трещин образуется повторножильный лёд, залегающий в виде тетрагональной решётки слоистых вертикальных ледяных жил. Если одновременно с образованием ледяных жил происходит накопление новых осадков, то вслед за поднимающимся уровнем поверхности постепенно нарастают ледяные жилы. Такие (сингенетические) ледяные жилы растут в процессе накопления промерзающих осадков до 8 м в ширину и 40—80 м в высоту, слагая до 70% площади приморских равнин севера Сибири и Аляски.

  Эпигенетические повторные ледяные жилы, пронизывающие промёрзшие рыхлые осадки, не проникают на глубину более нескольких метров.

  Погребённый лёд образуется первоначально на земной поверхности (снежники, наледи, морской, озёрный, речной и др. лёд), а затем погребается под осадочными породами. Наиболее крупные массивы погребённых льдов представляет собой т. н. мёртвый лёдледников; в сумме погребённые льды составляют наименьшую часть Л. п.

  Лит.: Шумский П. А., Основы структурного ледоведения, М., 1955; Основы геокриологии (мерзлотоведения), ч. 1, М., 1959; Достовалов Б. Н., Кудрявцев В. А., Общее мерзлотоведение, М., 1967.

Леда

Ле'да, в древне-греческой мифологии супруга спартанского царя Тиндарея. Привлечённый красотой Л., Зевс соединился с ней, обратившись в лебедя. От этого союза Л. произвела на свет два яйца, из которых со временем родились Елена и Диоскуры (Кастор и Полидевк). Соединение Л. с Зевсом в виде лебедя – излюбленный сюжет в эллинистических рельефах, стенной росписи в Помпеях и живописи более позднего времени (особенно итальянской 15—16 вв.: Леонардо да Винчи, Перуджино, Корреджо, Веронезе, Тинторетто).

Леда с лебедем. Римская копия скульптуры Тимофея (1-я пол. 4 в. до н. э.). Капитолийские музей. Рим.

Ледебур Георг

Ле'дебур (Ledebour) Георг (7.3.1850, Ганновер, – 31.3.1947, Берн), деятель германского рабочего движения, социал-демократ. По профессии адвокат. В 1900—1918 и 1920—24 – депутат рейхстага. В период 1-й мировой войны 1914—18 – центрист, примыкал к правому крылу Циммервальдского объединения. В 1917 – один из основателей и лидеров Независимой социал-демократической партии Германии (НСДПГ). Выступал против грабительских условий Брестского мира 1918. Будучи одним из руководителей «революционных старост» в период Ноябрьской революции 1918 и «революционного комитета действия» во время январского восстания 1919, Л. проявил колебания и непоследовательность. Являлся противником присоединения НСДПГ к Коминтерну. В то же время был против воссоединения НСДПГ с Социал-демократической партией. С 1923 возглавлял маловлиятельную социал-демократическую группу Социалистический союз. В 30-х гг. выступал за единый фронт с коммунистами против фашизма. С 1933 – в эмиграции в Швейцарии.

  Лит.: Ленин В. И., Полн. собр. соч., 5 изд. (см. Справочный том, ч. 2, с. 449).

Ледебур Карл Фридрих

Ле'дебур (Ledebour) Карл Фридрих (8.7.1785, Штральзунд, – 4.7.1851, Мюнхен), немецкий ботаник. Окончил университет в Грейфсвальде (1805) и работал в нём. После приглашения в Россию – директор, Ботанического сада (с 1805) и профессор университета (1811—36) в Дерпте (Тарту). Путешествуя по Алтаю (1826), собрал и описал около 400 новых видов растений. Составил первую критическую сводку по флоре сосудистых растений России, в которой описано свыше 6500 видов.

  Соч.: Flora Rossica..., Bd 1—4, Stuttg., 1842—53.

Ледебурит

Ледебури'т (от имени нем. металлурга А. Ледебура, A. Ledebur; 1837—1906), одна из основных структурных составляющих железоуглеродистых сплавов, главным образом чугунов; представляет собой эвтектическую смесь (см. Эвтектика) аустенита и цементита, образующуюся ниже 1145°С (для чистых железоуглеродистых сплавов). При температурах ниже 723°С аустенит превращается в феррито-цементитную смесь. В сталях Л., состоящий из аустенита и карбидов, образуется лишь при высоком содержании легирующих элементов и углерода (0,7—1,0% С); такие стали (например, быстрорежущая) называются ледебуритными.

Ледерберг Джошуа

Ле'дерберг (Lederberg) Джошуа (р. 23.5.1925, Монтклэр, штат Нью-Джерси, США), американский генетик и биохимик. Окончил Колумбийский университет (1944), продолжал образование в Йельском университете, где получил степень доктора философии (1947). В 1947—58 в Висконсинском университете; с 1959 профессор Медицинской школы и руководитель Лаборатории молекулярной медицины Станфордского университета в Пало-Альто и одновременно (с 1962) профессор Калифорнийского университета в Беркли. Открыл механизм генетической рекомбинации у бактерий (1947). Нобелевская премия (1958) совместно с Дж. Бидлом и Э. Тейтемом за исследования по генетике микроорганизмов.

  Соч.: Bacterial protoplasts induced by penicillin, «Proceedings of the National Academy of Sciences», 1956, v. 42, № 9, p. 574—77; Linear inheritance in transductional clones, «Genetics», 1956, v. 41, № 6, p. 845—71; Protoplasts and L-type growth Eschirichia coli, «Journal of Bacteriology». 1958, v. 75, № 2, p. 143—60 (совм. с St. Clair).

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (ЛЕ)"