от 0° К, — характеристическая функция, остающаяся неизмен- ной при обратимом адиабатическом процессе и возрастающая прй необратимом. Энтропия ' б ЗЁЗ ' Т. ° где @ — теплота, сообщенная системе в любом обратимом про- цессе для приведения ее от О°К к Т°К. С помощью энтропии можно охарактеризовать, какая часть выутренней энергии системы «связана», «обращена внутрь», и не может быть превращена в работу. Связанная энергия равна Т$. Остальная внутренняя энер- тия ф=//—-Т5, или для воды и льда ф ==у—-Т5, представляет собой свободную энергию — работу, совершенную над системой извне при изотермическом процессе. "Таким образом, величина — фо, указанная на фиг. 7, отобра- жает ту часть убыли внутренней энергии льда или воды, которая может` превратиться в работу в обратимом изотермическом про- цессе. Свободная энергия льда и воды при 0° С равны, но для льда она составляет 92% всей внутренней энергии, а для воды — только 44%, так как теплота плавления представляет собою свя- занную энергию. Механические свойства и температура. Механические свойства льда в общем обусловлены слабостью водородной связи и геометрическим характером его простран- ственной решетки. Под действием ориентированного давления лед, как и всякое кристаллическое вещество, может вести себя как тело упругое, пластическое или хрупкое, т. е. упруго или пластически деформироваться или же разру- шаться. Факторами, определяющими его поведение, являются величина и род напряжения, скорость нарастания напряжения, температура и, может быть, в небольшой степени — предше- ствующие деформации. Действие большинства этих факторов таково, что оно или способствует проявлению упругих.и хруп- ких свойств, исключая пластические, или же, наоборот, расши- ряет область пластических деформаций за счет упругих и хрупких. Характеризуя механические свойства льда, необходимо при- нимать во внимание, что, как правило, лед находится в природе при температурах, весьма близких к точке плавления. Для пра- вильного сравнения влияния температуры на свойства льда и других веществ следует сравнивать их приведенные тем- пературы :—, тде @ — температура плавления данного вёщества в абсолютной шкале. При таком сравнении оказывается, 42 я что лед на земной поверхности обычно находится в температур- ных условиях, соответствующих условиям горячей обработки металлов и условиям, в которых находится большинство других минералов на значительной глубине в земной коре. Например, температура плавления ортоклаза равна 1170—1200° С, следова- тельно, ортоклаз на земной поверхности находится в таких же условиях, как лед при температуре —220° С. Чем ниже температура, тем более затрудняется перегруппи- ровка атомов в пространственной решетке льда, тем прочнее ста- новится решетка и тем сильнее проявляются упругие и хрупкие свойства льда. Наоборот, при высокой температуре лед стано- вится все более пластичным. Хрупкая твердость льда при бли: ких к 0° С температурах равна 1,5 (по шкале Мосса), прие=16' о8 пн а-йпосбо аоа он -В ® МОЙ лара оь аееа Ва Э: 12° ОИ у орот оьь од ат ы Й » —78,5 достигает . ‚ ‚ . 6—твердости ортоклаза (Косв и. \Мерепег, 1930; ТейсНег!, 1939); в абсолютных цифрах это соответствует громадному увеличению твердости, Отчетливо. выраженного предела упругости у льда при температуре 0° С и постоянной нагрузке не существует или, во всяком случае, при сопротивлении сдвигу он`не превышает 0,1 кг/см® (Шульман, 1948; Региёх, 1950), тогда как при низких температурах упругая часть деформации значительно возрастает. Однако и при 0° С сдвиг достигает ощутимой скорости только при напряжениях около 1 кг/см®, так что в первом приближении лед можно рас- сматривать как пластическое вещество с пределом упругости' порядка 1 кг/см? (Реги{х, 1950). Время _релаксации льда при 0°С в 1,5 раза меныше, чем при —5° С (\етЬетв, 1938). Вязкость льда при понижении тем- пературы от —! до —20°С увеличивается приблизительно ли- нейно, по А. Р. Шульману (1948) — в 3 раза, а по Ф. Хепплеру (Нбрр1ег, 1941) 1 — в 1000 раз. Особенно быстро умень- шается вязкость льда при приближении к 0° С благодаря боль- шому облегчению внутренних скольжений и возможности частич- ного плавления. Сопротивление льда раздавливанию в темпера- турном интервале от 0° до —30° С увеличивается в — среднем в 2,6 раза (Вейнберг, 1940, стр. 202). Релаксация напряжений. В значительной сте- пени характер деформации льда зависит также от скорости нарастания напряжения. По Д. Максвеллу, любая % Данные А. Р. Шульмана, полученные методом растяжения, пови- димому, более надежны, чем у Хёпплера, применявшего консистометр. 432