Степан Макаров - «Ермак» во льдах

Вода пресных прудов – вполне годная для питья. На «Ермаке» неоднократно пользовались этой водой, наполняя ею цистерны, служащие для питания паровых котлов. В летних полярных путешествиях, при посредстве ледоколов, можно совершенно отбросить расход угля на опреснение воды для котлов и даже для питья. В последнем случае полезно воду кипятить.

1 (13) августа астрономом Кудрявцевым был произведен следующий опыт над таянием льда: два куска льда, вырезанные из одной и той же глыбы, размером 30 × 30 × 30 см каждый, были опущены в две разные бочки, наполненные морской водой, температуры +0,5° и удельного веса 1,0249 ( p 3,26 %). В одной из этих бочек вода была совершенно неподвижна; в другой происходила постоянная циркуляция воды, для чего она накачивалась через шланг, опущенный на дно, и выливалась через края бочки.

При этом образовывалось течение воды в разных направлениях. Через полчаса после начала опыта получалась следующая картина: от куска находившегося в циркулирующей воде осталось не более 0,7 первоначального объема, причем в нижней его части таяние происходило быстрее, чем в верхней. В нижней части куска образовались типичные «ледяные кружева». Кусок, бывший в неподвижной воде, показал лишь слабые следы таяния.

Через час от начала опыта оказалось, что от первого куска стаяло более половины объема. По всей толщине остающегося льда проходили частью горизонтальные, частью вертикальные каналы, диаметром 2–4 см. Второй кусок оставался в том же положении, как и прежде.

После этого кусок, находившийся в циркулирующей воде, вынут и отложен в сторону, а на место его положен другой, находившийся до тех пор в спокойной воде. Кусок быстро начал таять.

Через полчаса от начала второго опыта оказалось, что от куска осталось не более половины объема, и он получил вид, одинаковый с первым куском. Через час от начала опыта от этого куска не осталось почти ничего.

Опыты над температурой таяния морского льда показывают, что она близка к 0. Между тем, вышеприведенный опыт убеждает в том, что и при низкой температуре происходит таяние льда, в особенности если вода находится в движении.

Затрудняюсь дать объяснение этому факту, но из сравнения цифр первой и второй строчек видно, что таяние куска льда такой величины, какой испытывался, в циркулирующей воде происходит в 7 раз быстрее, нежели в стоячей.

Во время пребывания «Ермака» во льдах астрономом Кудрявцевым произведено несколько опытов искусственного замораживания воды посредством охладительной смеси, с целью получить образцы пресноводного и соленоводного льда, замороженных при совершенно одинаковых условиях.

Первоначально был сделан опыт получения однородного куска пресного льда. С этой целью 28 июля (9 августа) была приготовлена охладительная смесь, и пресная вода, налитая в форму для мороженого, оставлена таким образом до следующего дня, причем, по мере надобности, подбавлялась охладительная смесь. В результате получился кусок очень твердого льда, неоднородной по структуре, крайне интересной, симметричной формы. Снаружи он был прозрачный, кристаллический; сердцевина же представляла из себя матовую массу, наполненную маленькими пузырьками в симметричной форме радиальных нитей.

31 июля (12 августа) сделан опыт параллельного замораживания пресной и соленой воды при одинаковых условиях. С этой целью в одной и той же бочке было поставлено два металлических ящика, наполненные: один – морской водой, взятой с глубины 200 м, другой – опресненной. Результаты были следующие: пресноводный лед дал хороший, крепкий кусок, не вполне однородный; соленоводный представлял из себя не сплошной кусок, а собрание отдельных игл, и испытание такого куска на крепость оказалось немыслимым.

4 (16) августа произведено было повторение опыта параллельного замораживания пресной и соленой воды. В один из ящиков налита морская вода взятая с поверхности, температуры –1,2° и удельного веса 1,0246 ( p 3,22 %); в другой – вода из опреснителя. Соленоводный лед снова промерз иглами. Испытание его на крепость оказалось невозможным. Определен удельный вес воды, полученной из этого льда, – 1,0122 ( p 1,60 %).

Пресноводный лед дал вполне однородный, прозрачный, кристаллический кусок, который исследовали на крепость. Лед оказался довольно слабым.

Изучение физических свойств льда было в ведении астронома Кудрявцева. Общий план этих исследований был установлен мною следующий: на палубу поднималась, посредством крана, большая глыба. Ее первоначально расчерчивали горизонтальными линиями на слои, толщиною в 20 см. На границе каждого из двух смежных между собой слоев тонким напарьем просверливался канал, глубиною около 15 см. Диаметр канала делался по диаметру термометра, чтобы последний входил вплотную, не оставляя сбоку щелей. Направление канала делалось несколько наклонное к горизонту, чтобы в нем не застаивалась тающая от прикосновения с более теплым телом вода. В сделанные каналы вводились термометры, и определялась температура льда на границе каждого из двух слоев.

Затем из каждого слоя вырезался пилою горизонтально брусок, в сечении 5 × 5 см, длиною около 20 см. Первоначально такой брусок опускался вертикально в банку, наполненную морскою водою, и замечалась степень его плавучести по каждой из четырех сторон. Потом брусок опускали другим концом, так что получалось 8 отсчетов, и брался средний. Удельный вес воды, в которую опускался исследуемый лед, и ее температура определялись до и после наблюдений. Для испытания крепости льда описанные выше бруски, вырезанные горизонтально, подвергались перелому посредством приложения силы, измеряемой динамо-метром, прикрепленным к деревянной призме.

По окончании пробы льда на крепость производилось определение температуры таяния льда и количества солей, содержавшихся в различных слоях испытуемой глыбы. С этою целью обломками льда известного слоя наполнялись ведра, которые закрывались и ставились в теплое место для растаивания. В каждое из ведер погружался термометр с целью определить температуру таяния, а по совершенном растаивании полученную жидкость испытывали посредством ареометра.

Такие же точно исследования производились еще с некоторыми другими образцами льда.

Результаты всех этих исследований внесены в особые, нижеприведенные таблицы, в которых помещены следующие данные.