Криогенез

Криогене'з(от крио... и ...генез ) ,совокупность физических, химических, биохимических и др. процессов, происходящих в пределах криосферы и сопровождающихся льдообразованием.

Криогенная морфоскульптура

Криоге'нная морфоскульпту'ра,тип морфоскульптуры , возникающей под влиянием морозного выветривания, нивации, солифлюкции, термокарстовых явлений и др. На аккумулятивных равнинах К. м. обычно представлена буграми пучения, термокарстовыми впадинами, полигональными грунтами; на возвышенностях и в горах - курумами, нагорными террасами, структурными грунтами.

Криогенная техника

Криоге'нная те'хника,техника получения и использования криогенных температур, т. е. температур ниже 120 К.

  Основные проблемы, решаемые К. т.: сжижение газов (азота, кислорода, гелия и др.), их хранение и транспорт в жидком состоянии; разделение газовых смесей и изотопов низкотемпературными методами (например, промышленное получение чистых азота, кислорода и аргона из воздуха: выделение дейтерия ректификацией жидкого водорода и т. д.); конструирование криорефрижераторов - холодильных машин , создающих и поддерживающих температуру ниже 120 К; охлаждение и термостатирование при криогенных температурах сверхпроводящих и электротехнических устройств (магнитов, соленоидов, трансформаторов, электрических машин и кабелей, узлов ЭВМ, гироскопов и т. п.), электронных приборов (квантовых усилителей и генераторов, приёмников инфракрасного излучения и т. д.), биологических объектов; разработка аппаратуры и оборудования для проведения научных исследований при криогенных температурах ( криостатов , пузырьковых камер и др.).

  Применение криогенных температур в ряде областей науки и техники привело к возникновению целых самостоятельных направлений К. т., например криоэлектроники , криобиологии .

  Лит.:Фастовский В. Г., Петровский Ю. В., Ровинский А. Е., Криогенная техника, М., 1967; Справочник по физико-техническим основам криогеники, 2 изд., М., 1973.

Криогенная электроника

Криоге'нная электро'ника,см. Криоэлектроника .

Криогенные элементы

Криоге'нные элеме'нтыв вычислительной технике, запоминающие и логические элементы, действие которых основано на явлении сверхпроводимости . Первые К. э. - криотроны, состоящие из танталового стержня с управляющей ниобиевой обмоткой, - были предложены в 1955 американским учёным Д. А. Баком. В 1960 были созданы запоминающие К. э. на сверхпроводящей плёнке.

  К. э. просты по конструкции, малогабаритны, дёшевы. Ничтожные потери энергии обусловливают целесообразность использования К. э. в запоминающих устройствах очень большой ёмкости, особенно в ассоциативных, при очень малых габаритах и малом потреблении мощности (см. Криоэлектроника ).

  Л. П. Крайзмер.

Криогенный

Криоге'нный(от крио... и ...ген ), относящийся к низким температурам.

Криогенный насос

РљСЂРёРѕРіРµ'нный насо'СЃ,конденсационный или сорбционный вакуумный насос , откачивающее действие которого основано РЅР° поглощении откачиваемого газа поверхностью, охлажденной РґРѕ сверхнизких температур (ниже 0,5 Рљ). Рљ. РЅ. обеспечивают разрежение РІ широком диапазоне РѕС‚ 10 ^-1РґРѕ 10 ^-5 РЅ/Рј ².

Криолит

Криоли'С‚(РѕС‚ РєСЂРёРѕ...Рё греч. lithos - камень), минерал РёР· РіСЂСѓРїРїС‹ природных фторидов, химический состав Na ₂NaAlF ₆. Р’ структуре Рљ. Al Рё ¹/ ₃Na находятся РІ центре октаэдров AlF ₆Рё Na F ₆, Р° ²/ ₃Na - РІ центре полиэдров Na F ₁₂. Кристаллизуется РІ моноклинной системе; кубовидные кристаллы встречаются редко. Обычно образует бесцветные, белые или серые кристаллические скопления СЃРѕ стеклянным блеском. Твердость РїРѕ минералогической шкале 2,5-3,0; плотность 2960-2970 РєРі/Рј ³.Рљ. встречается РІ метасоматически замещённых пегматитах, образуется РёР· обогащённых фтором горячих водных растворов, связанных СЃРѕ щелочными гранитами. Промышленные месторождения редки (Р�вигтут, РІ Западной Гренландии). Рљ. широко применяется РІ металлургии алюминия, для получения эмали Рё РґСЂ. целей. Большую часть Рљ., используемого РІ промышленности, получают синтетически [РїСЂРё взаимодействии сульфатов Al Рё NaF; РїСЂРё нейтрализации газообразной кремнефтористой кислоты (H ₂SiF ₆) РіРёРґСЂРѕРѕРєРёСЃСЊСЋ алюминия Рё NaOH Рё РґСЂ.].

  Минерал назван К. по сходству (блеску и показателю преломления) со льдом . Некоторые исследователи называют К. также все разновидности льда (лёд, снег, град и др.) или только лёд, как мономинеральную горную породу.

Криолитозона

Криолитозо'на(от крио...,греч. lithos - камень и зона ), часть криосферы , самый верхний слой земной коры, характеризующийся в течение всего года или хотя бы короткое время (но не менее суток) отрицательной температурой почв и горных пород и наличием или возможностью существования подземных льдов. Главная особенность К. - протекание процессов в интервале температур, включающем точку замерзания воды (0°С). В зависимости от частоты перехода температуры почв и горных пород через 0°С в течение года в К. выделяются слой кратковременного и сезонного промерзания - протаивания - т. н. активный (или деятельный) слой и многолетняя криолитозона . В активном слое нулевая температура, разделяющая обычно мёрзлое и талое состояния влажных почв, устанавливается 2 раза в год: в начале и конце холодного периода (не считая оттепелей и заморозков). В многолетней К. температура пород ниже или равна 0°С в течение не только всего года, но и многих (иногда сотен и даже тысяч) лет. Наряду с многолетнемёрзлыми горными породами и подземными ледяными телами (составляющими в совокупности мёрзлую зону литосферы) многолетняя К. содержит безводные и насыщенные концентрированными растворами горные породы с отрицательными температурами, но без ледяных включений.

  Нижней границей К. служит изотермическая поверхность с температурой 0°С. Сплошность К. нарушают непромерзающие ядра таликов различного генезиса, имеющие круглый год положительную температуру. Пространственно К. охватывает горные сооружения всех континентов, возвышающиеся над снеговой линией, все высотные климатические пояса полярных, субполярных и умеренных широт, а также все широтные климатические пояса, кроме экваториального и частично тропических и субтропических, где явления промерзания влажных почв или охлаждения ниже 0°С сухих песков и трещиноватых скальных пород связаны только с радиационными заморозками и имеют спорадический характер (см. карту к ст. Многолетняя криолитозона ).

  В обширных материковых областях К. с положительной среднегодовой температурой поверхности распространён лишь сезонно мёрзлый (активный) слой. При отрицательных среднегодовых температурах поверхности Земли К. включает и активный слой, и все образования многолетней К. В области распространения многолетнемёрзлых горных пород активный слой называется сезоннопротаивающим, или сезонноталым; вне ее - сезоннопромерзающим, или сезонномёрзлым. На границе области распространения многолетнемёрзлых толщ среднегодовые температуры земной поверхности могут отклоняться от 0°С, что ведёт к периодическому или эпизодическому формированию и деградации мёрзлых перелетков - зародышей многолетней К. В областях с близкой к 0°С отрицательной среднегодовой температурой поверхности Земли многолетняя К. имеет островной характер.

  Для полярных, субполярных и высокогорных областей К. характерны криогенные и посткриогенные процессы и явления: криогенное выветривание; криолитогенез; растрескивание и пластическая деформация мёрзлых горных пород; пучение почв и рыхлых пород; вымораживание крупнообломочного материала на поверхность; просадки и термокарст; солифлюкция и криогенное обрушение пород со склонов; нивация и альтипланация; усиленная боковая эрозия и абразия льдистых отложений и др. С этими процессами связано образование определённых форм рельефа: экзарационных и нивальных (троги, цирки); гравитационных и солифлюкционных (склоновые террасы, оползни, обвалы, оплывины и др.), экструзивных и форм пучения (тарыны, гидролакколиты, каменные россыпи); термоабразионных; полигональных; перигляциальных и мн. др.

  Термин «К.» предложен П. Ф. Швецовым в 1955, хотя необходимость выделения зоны литосферы с отрицательной температурой была обоснована раньше, например в трудах русских и советских учёных Л. Я. Ячевского (1889), М. �. Сумгина (1927), Н. �. Толстихина (1941) и др.

  Лит.:Швецов П. Ф., Вводные главы к основам геокрилогии, М., 1955 (Материалы к основам учения о мерзлых зонах земной коры, в. 1); Основы геокриологии, ч. 1, М., 1959; Достовалов Б. Н., Кудрявцев В. А., Общее мерзлотоведение, М., 1967; Попов А. �., Мерзлотные явления в земной коре (Криолитология), М., 1967; Muller S. W., Permafrost or permanently frozen ground and related engineering problems, Ann Arbor, 1947; Terzaghi K., Permafrost, «Journal of the Boston Society of Civil Engineers», 195-2, v. 39,№ 1; Cailleux А., Taylor G., Cryopйdologie, йtudes des sols gelйs, P., 1954; Proceedings, International permafrost conference. Wash., 1965.

  А. А. Шарбатян.

Криология

Криоло'гия(от крио... и ...логия ) ,наука о криосфере.

Криопатология

Криопатоло'гия(от крио...и патология ), болезненные состояния и процессы, возникающие в организме под влиянием низких температур. У человека наиболее изучены общие и местные патологические процессы, происходящие при охлаждении и отморожении (см. также Гипотермия ) .

Криопланктон

Криопланкто'н(от крио...и планктон ), совокупность организмов, главным образом одноклеточных водорослей, живущих в талых лужах на поверхности льда или снега и в воде, пропитывающей морской лёд. См. Криофилы.

РљСЂРёРѕСЃРєРѕРїРёСЏ

РљСЂРёРѕСЃРєРѕРїРё'СЏ(РѕС‚ РєСЂРёРѕ... Рё ...СЃРєРѕРїРёСЏ ), метод физико-химического исследования, основанный РЅР° измерении понижения температуры замерзания раствора РїРѕ сравнению СЃ температурой замерзания чистого растворителя. Согласно Рауля законам,для бесконечно разбавленного раствора (РїСЂРё отсутствии электролитической диссоциации ) существует зависимость D t _k= E _kР§n,РіРґРµ D t _k- понижение температуры замерзания раствора, °С; n -концентрация раствора. Коэффициент E _kназывается криоскопической постоянной растворителя. Значение E _k для различных жидкостей различно: например, для РІРѕРґС‹ РѕРЅРѕ составляет 1,86, для бензола 5,07, для СѓРєСЃСѓСЃРЅРѕР№ кислоты 3,90, для диоксана 4,63, для фенола 7,27. Зная E _k,можно вычислить молекулярную массуМвещества РїРѕ формуле Рњ=Р  ₁ЧЕ _РєВ·1000 /Р  ₂D t _k, РіРґРµ P ₁Рё P ₂-соответственно масса растворённого вещества Рё растворителя РІ Рі.Разность температур D t _кизмеряют обычно метастатическим термометром или СЃ помощью термопары. Методом Рљ. РјРѕРіСѓС‚ быть определены значения E _kдля веществ СЃ известной молекулярной массой, Р° также концентрация вещества РІ растворе.

  Лит.:Киреев В. А., Краткий курс физической химии, 4 изд., М., 1969; Справочник химика, 2 изд., т. 3, М.- Л., 1964, с. 485.

Криостат

Криоста'т(от крио... и греч. states - стоящий, неподвижный), термостат,в котором рабочий узел или исследуемый объект поддерживается при температурах менее 120 К (криогенных температурах) за счёт постороннего источника холода. Обычно в качестве источника холода (хладоагента) применяют сжиженные или отверждённые газы с низкими температурами конденсации и замерзания (азот, водород, гелий и др.). температуру помещенного в К. объекта регулируют, изменяя давление паров над заполняющим К. хладоагентом или подогревая пары хладоагента. К. различают: по роду применяемого хладоагента (азотные, гелиевые, водородные и т. д.), по используемым для изготовления материалам (стеклянные, металлические, пластмассовые), по назначению (для радиотехнических, оптических и др. исследований, для сверхпроводящих магнитов, приёмников излучения и т. д.).

  Для К. любого типа необходима защита его рабочего объёма от притока теплоты из окружающей среды. Чем ниже температура кипения и чем меньше теплота испарения используемого хладоагента, тем выше требования к теплоизоляции рабочих узлов К. В К., заполняемых жидким азотом или кислородом, часто используется высоковакуумная теплоизоляция, подобно применяемой в широко известных Дьюара сосудах и бытовых термосах. Для гелиевых К. обычная высоковакуумная изоляция уже недостаточна. Поэтому с целью уменьшения притока лучистой энергии от наружных стенок К. необходимо понизить их температуру, что достигается охлаждением стенок вспомогательным хладоагентом (например, жидким азотом) или установкой в теплоизоляционном пространстве защитных экранов, отражающих излучение.

  В лабораторной практике широко применяются стеклянные К., они просты в изготовлении и прозрачны, что позволяет непосредственно наблюдать за ходом опыта. Гелиевый стеклянный К. общего назначения ( рис. 1 ) обычно состоит из 2 сосудов Дьюара, вставленных один в другой. Внутренний сосуд заполняют жидким гелием, наружный - жидким азотом. К недостаткам стеклянных К. относится малая механическая прочность.

  Надёжны в эксплуатации металлические К., из которых наиболее универсальными являются К. с жидким гелием в качестве основного хладоагента. На рис. 2 приведена схема металлического гелиевого К. с дополнительным охлаждением жидким азотом. Гелиевый объём К. окружен со всех сторон медным экраном. В пространстве между гелиевым объёмом и кожухом создаётся глубокий вакуум, который поддерживается процессе эксплуатации с помощью адсорбента.Для компенсации температурных деформаций, возникающих между внутренними узлами и корпусом, в К. предусмотрен сильфон.Гелиевый объём, азотная ванна и корпус К. изготовляются из меди, нержавеющей стали или алюминиевых сплавов. Поверхности узлов К. со стороны «вакуумного пространства» полируются для отражения теплового излучения.

  В металлических К., предназначенных для оптических исследований, предусматриваются окна, а также поворотные устройства, при помощи которых можно изменять положение образца. Для охлаждения экранов гелиевых и водородных К. вместо жидкого азота используются пары основного хладоагента. К. широко применяются в криогенной технике.