Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 30. 28 juli 1945 - Synpunkter på teorier för isbildning i älvar, av Gunnar Nybrant
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
/// juli 1945
845
Synpunkter på teorier för isbildning i älvar
Fil. lic. Gunnar Nybrant, Stockholm
I ett tidigare arbete9 har jag ingående behandlat
teorierna för bottenisbildning i ett strömmande
vattendrag. De ifrågavarande teorierna kunna i
korthet benämnas strålningsteorin,
jordledningsteorin, transportteorin och underkylningsteorin.
Upphovsmannen till den ena eller den andra av
dessa teorier har i regel absolut förnekat
riktigheten av alla andra teorier än sin egen. Detta är
dock icke särskilt ovanligt utan förekommer ofta
inom naturvetenskaplig forskning. Såsom jag
framhöll redan i ovannämnda arbete, synes en
viss försiktighet böra iakttas, då man bedömer
dessa teorier.
För den, som vintertid ofta färdas efter öppna
älvsträckor, är det frapperande, hur
mångskiftande former bottenisen (i detta ords vidsträcktaste
mening) kan anta. Ovillkorligen frågar man sig,
om alla bottenisformer ikunna förklaras på enbart
ett sätt. Målsmännen för den moderna
underkylningsteorin ha ofta givit framställningar av den,
som måste anses vara i vissa avseenden oklara
och ur fysikalisk-kemisk synpunkt något
missvisande. I sin strävan att förklara
bottenisbildningen framhävde de alltför mycket det i deras
tycke egenartade i underkylningsfenomenet och
synas de i viss utsträckning ha missuppfattat
detta fenomens karaktär. Nollpunkten i vår
temperaturskala definieras som bekant som den
temperatur, som en blandning av is och destillerat
vatten antar vid ett tryck av 760 mm Hg, då
fullständig jämvikt inställt sig mellan de båda
faserna. Relativt god värmeisolering är sålunda en
nödvändig betingelse för en god
nollpunktsbestämning. En nybildning av is förutsätter, att
ovanstående jämvikt stores, vilket i sin tur endast
kan åstadkommas genom en om också aldrig så
liten underkylning. En viss underkylning måste
alltså anses vara en nödvändig förutsättning för
all isbildning. Vid kyla uppträda i en älv olika
typer av isbildning. Vi kunna därför icke betrakta
älvvattnet med sitt tillväxande innehåll av is
såsom en verklig "nollpunktsblandning", vilket
faktiskt vissa författare gjort. Jämvikten är nämligen
störd genom värmeförlusten, varför en
underkylning, som dock kan vara så liten, att den ej kan
Sammandrag av uppsats i Tekniska Skrifter nr 120 (1945).
DK 551.311.183
bestämmas med våra vanliga termometrar, är en
nödvändig följd.
Såsom jag redan påpekat i mitt ovannämnda
arbete, kan transportteorin i sin gamla form,
såsom den uttalades av Gay-Lussac och Aitken,
näppeligen anses kunna förklara
bottenisbild-ningsprocessen i dess helhet. I flera fall kan dock
bottenisbildningen åtminstone partiellt förklaras
genom en transportteori, såsom jag närmare
utvecklat i ett föregående arbete10.
Iskristallformer och iskristallfördelning’
i en strömmande vätska
De primära kristallernas utveckling kan ske i
tvenne olika riktningar, vilket har till följd, att
två olika kristalltyper uppstå. Jag skall något
närmare beröra förloppet av denna utveckling.
Vatten kristalliserar i det hexagonala systemet,
och kristallaxlarna stå vinkelrätt mot varandra.
Kristallen tillväxer snabbast på de delar av den,
från vilka kristallisationsvärmet snabbast kan
bortföras av det omgivande vattnet. Detta sker
antingen vid kristallens kanter eller i spetsarna av
en huvudaxel. Om företrädesvis kanterna växa
ut, uppkomma platta, sexhörniga skivor. Sker
värmebortförandet långsamt, tillväxa blott
skivans hörn i området för större underkylning,
under det att mitten på kanterna obetydligt eller
icke alls tillväxer. Det uppkommer på så sätt
snö-kristalliknande kristallformer, vilka dock kunna
uppvisa en mångfald varianter. Denna
iskristall-typ kallas blad- eller skivkristall. Virvlande
turbulent strömning gynnar speciellt skivformerna. I
lugnt framflytande vatten kommer däremot det
underkylda vattnet företrädesvis att stryka förbi
kristallspetsarna, vilka härigenom i första hand
utsättas för värmeförlust och på så sätt tillväxa,
varigenom kristallen antar formen av en smal
relativt lång isnål.
Ju långsammare värmet bortföres, desto tunnare
blir kristallen, vare sig den har nålform eller
sikiv-form. Skivformerna bli ofta relativt avrundade.
Om stighastigheten hos en partikel eller ännu
mera generellt av en egenskap i en stillastående
vätska är k, vätskans utbyteskoefficient11 i ett
turbulent tillstånd A och vätskans täthet g, erhålles
följande differentialekvation10 för koncentrations-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
