| ы в космогонии.
Лит.: Элементарный учебник физики, под ред. Г. С. Ландсберга, 6 изд., т. 1, М., 1968; Хайкин С. Э., Физические основы механики, М., 1962, гл. 15.
ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС, заключается в том, что вес жидкости, налитой в сосуд, может отличаться от силы давления, оказываемой ею на дно сосуда. Так, в расширяющихся кверху сосудах (рис.) сила давления на дно меньше веса жидкости, а в суживающихся - больше. В цилиндрич. сосуде обе силы одинаковы. Если одна и та же жидкость налита до одной и той же высоты в сосуды разной формы, но с одинаковой площадью дна, то, несмотря на различный вес налитой жидкости, сила давления на дно одинакова для всех сосудов и равна весу жидкости в цилиндрич. сосуде. Это следует из того, что давление покоящейся жидкости зависит только от глубины под свободной поверхностью и от плотности жидкости. Объясняется Г. п. тем, что поскольку гидростатич. давление р всегда нормально к стенкам сосуда, сила давления на наклонные стенки имеет вертикальную составляющую р„ к-рая компенсирует вес излишнего против цилиндра / объёма жидкости в сосуде 3 и вес недостающего против цилиндра / объёма жидкости в сосуде 2. Г. п. обнаружен франц. физиком Б. Паскалем.
ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОДШИПНИК, подшипник скольжения, в к-ром масляный слой между трущимися поверхностями создаётся путём подвода масла под давлением. Коэфф. трения у Г. п. при трогании с места близок к нулю, износ практически отсутствует. В Г. п. устанавливают ответственные медленно вращающиеся валы и роторы большого диаметра.
ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ВЗВЕШИВАНИЕ, метод измерения плотности жидкостей и твёрдых тел, основанный на законе Архимеда (см. Архимеда закон). Плотность твёрдого тела определяют его двукратным взвешиванием - сначала в воздухе, а затем в жидкости, плотность к-рой известна (обычно в дистиллированной воде); при первом взвешивании определяется масса тела, по разности результатов обоих взвешиваний - его объём. При измерении плотности жидкости производят взвешивание в ней к.-н. тела (обычно стеклянного поплавка), масса ; и объём к-рого известны. Г. в. в зависимости от требуемой точности производят на технических, аналитических или образцовых весах. При массовых измерениях широко применяют менее точные, но обеспечивающие более быстрые измерения спец. гидростатич. весы, напр. Мора весы.
Лит.: Кивилис С. С., Техника измерения плотности жидкостей и твердых тел, М., 1959, гл. 4. С. С. Кивилис.
ГИДРОСУЛЬФАТЫ, бисульфаты, кислые соли серной кислоты H2SO4, напр. NaHSO4. Известны только Г. щелочных металлов. Их получают умеренным нагреванием сульфатов с серной кислотой: K2SO4 + H2SO4 = 2KHSO4. Г. калия и натрия при плавлении теряют воду, превращаясь в пиросульфаты, напр.: 2KHSO4 = K2S2O7+HH2O; последние при дальнейшем нагревании разлагаются: K2S2O7=K2SO4+HSO3. Этим пользуются для перевода в растворимые нерастворимых в кислотах сильно прокалённых окисей алюминия, хрома и железа, к-рые при сплавлении с Г. (или пиросульфата-ми) превращаются в сульфаты, напр.: Al2O3+3K2S2O7 = Al2(SO4)3+3K2SO4.
ГИДРОСУЛЬФИДЫ, кислые соли сероводородной кислоты H2S, напр. KHS.
ГИДРОСУЛЬФИТЫ, бисульфиты, кислые соли сернистой кислоты H2SO3, напр. KHSO3. Г. получают по реакции: К2СО3 + 2SО2 + Н2О = 2KНSО3 + CO2. В противоположность большинству средних солей H2SO3 - сульфитов, все Г. хорошо растворимы в воде. В растворах Г. постепенно окисляются кислородом воздуха до солей серной кислоты. При нагревании Г. натрия или калия образуются пиросульфиты: 2KHSO3 = K2S2O5 + H2O, часто наз. метабисуль-фитами. Г. натрия NaHSO5 применяется в фотографии и для отбелки различных материалов; Г. кальция Ca(HSO3)2 используется при получении целлюлозы из древесины.
ГИДРОСФЕРА (от гидро... и сфера), прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твёрдой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. В более широком смысле в состав Г. включают также подземные воды, лёд и снег Арктики и Антарктики, а также атм. воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Осн. масса воды Г. сосредоточена, в морях и океанах, второе место по объёму водных масс занимают подземные воды, третье - лёд и снег арктич. и антарктич. областей. Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли процента от общего объёма воды Г. (см. табл.). Хим. состав Г. приближается к среднему составу морской воды.
Виды вод гидросферы
Виды вод
Название
Объём , млн. KM3
Количество по отношению к общему объёму гидросферы, %
Морские волы
Морская
1370
94
Подземные (за исключением почвенной) воды
Грунтовая
61,4
4
Лёд и снег (Арктика, Антарктика, Гренландия, горные ледниковые области)
Лёд
24,0
2
Поверхностные воды суши: озёра, водохранилища, реки, болота, почвенные воды
Пресная
0,5
0,4
Атмосферные воды
Атмосферная
0,015
0,01
Воды, содержащиеся в живых организмах
Биологическая
0,00005
0.0003
Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе Г., тем не менее играют важнейшую роль в жизни нашей планеты, являясь осн. источником водоснабжения, орошения и обводнения. Воды Г. находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой, земной корой и биосферой. Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В Г. впервые зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение животных и растит, организмов на сушу.
А. Л. Соколов.
ГИДРОТАКСИС (от гидро... и греч. taxis - расположение, порядок), движение свободно передвигающихся одноклеточных и колониальных растений и нек-рых животных в сторону большей влажности (положительный Г.) или меньшей влажности (отрицательный Г.). Г., как и др. таксисы, определяется потребностями организма. Так, личинки нек-рых насекомых (проволочные черви и др.) при высыхании верхних слоев почвы передвигаются в более глубокие, влажные её слои.
ГИДРОТЕРАПИЯ (от гидро... и терапия), наружное применение воды с леч. и профилактич. целями; то же, что водолечение.
ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ (от гидро... и греч. therme - теплота, жар), большая группа месторождений полезных ископаемых, образующихся из осадков циркулирующих в недрах Земли горячих водных растворов. Выделяются 4 группы источников воды гидротермальных растворов: 1) магматич. вода, отделяющаяся из магматич. расплавов в процессе их застывания и формирования изверженных пород; 2) метаморфич. вода, высвобождающаяся в глубоких зонах земной коры из водосодержащих минералов при их перекристаллизации; 3) захороненная вода в порах морских осадочных пород, приходящая в движение вследствие смещений в земной коре или под воздействием внут-риземного тепла; 4) метеорная вода, проникающая по водопроницаемым пластам в глубины Земли. Минеральное вещество, находящееся в растворе, при отложении к-рого формируются Г. м., может быть выделено остывающей магмой или мобилизовано из пород, сквозь к-рые фильтруются подземные воды. Г. м. формировались в широком интервале-от поверхности Земли до глубины св. 10 км; оптимальные условия для их образования определяются глубиной от неск. сот м до 5 км. Начальная темп-pa этого процесса могла соответствовать 700-600 0C и, постепенно снижаясь, достигать 50 - 25 0C; наиболее обильное гидротермальное рудообразование происходит в интервале 400-100 0C. На раннем этапе вода существовала как пар, к-рый при постепенном охлаждении конденсировался и переходил в жидкое состояние. Это был истинный ионный раствор комплексных соединений различных элементов, выпадающих при изменении давления, темп-ры, кислотно-щелочной и окислительно-восстановительной характеристик. Их отложение могло происходить в открытых полостях и вследствие замещения пород, по к-рым протекали гидротермальные растворы; в первом случае возникали жильные, а во втором - метасоматич. тела полезных ископаемых. Наиболее распространённой формой гидротермальных тел являются жилы, штокверки, пластообразные и неправильные по очертаниям залежи. Они достигают длины неск. км при ширине от неск. см до десятков м. Гидротермальные тела окаймлены ореолом рассеяния составляющих их элементов (первичные ореолы рассеяния), а прилегающие к ним породы бывают гидротермально преобразованы. Среди процессов гидротермального изменения пород наиболее распространено их окварцевание, а также щелочное преобразование, при привносе калия приводящее к развитию мусковита, серицита и глинистых минералов, а под воздействием натрия - к образованию альбита. По составу преобладающей части минералов выделяются следующие главнейшие типы гидротермальных руд: 1) сульфидные, формирующие месторождения меди, цинка, свинца, молибдена, висмута, никеля, кобальта, сурьмы, ртути; 2) окис-ные, типичные для месторождений железа, вольфрама, тантала, ниобия, олова, урана; 3) карбонатные, свойственные нек-рым месторождениям железа и марганца; 4) самородные, известные для золота и серебра; 5) силикатные, создающие месторождения неметаллич. полезных ископаемых (асбест, слюды) и нек-рые месторождения редких металлов (бериллий, литий, торий, редкоземельные элементы). Гидротермальные руды отличаются большим количеством входящих в их состав минералов. Обычно они неравномерно распределены в контурах рудных тел, образуя чередующиеся зоны повышенной и пониженной их концентрации, определяющие первичную минеральную и геохим. зональность гидротермальных месторождений. Существует неск. вариантов генетич. классификаций. Амер. геолог В. Линдгрен (1907) предложил выделять среди них 3 класса, учитывающих глубину и темп-ру образования (гипотермаль-ный, мезотермальный и эпитермальный). Другой американский геолог А. Бэтман (1940) намечал 2 класса месторождений - отложенных в пустотах и образовавшихся путём замещения. Швейцарский геолог П. Ниггли (1941) разделял эти месторождения по признакам их отношения к магматич. породам и темп-ре формирования. Сов. геолог M. А. Усов (1931) и нем. геолог П. Шнейдерхён (1950) расчленяли Г. м. по уровню застывания рудоносных магм. Сов. геологи С. С. Смирнов (1937) и Ю. А. Билибин (1950) группировали Г. м. по их связи с тектономагматич. комплексами извер-женных горных пород. В. И. Смирнов (1965) предложил группировать Г. м. по естественным ассоциациям слагающих их минеральных комплексов, отражающим их генезис. Г. м. имеют огромное значение для добычи многих важнейших полезных ископаемых. Особенно они существенны для получения цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов. Г. м., кроме того, служат источником добычи асбеста, магнезита, плавикового шпата, барита, горного хрусталя, исландского шпата, графита и нек-рых драгоценных камней (турмалин, топаз, берилл).
Лит.: Смирнов С. С., О современном состоянии теории образования магма-тогенных рудных месторождений, "Записки Всероссийского минералогического общества", 1947, ч. 76, в. 1; Бетехтин А. Г., Гидротермальные растворы, их природа и процессы рудообразования, в сб.: Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях, 2 изд., M., 1955; Николаев В. А., К вопросу о генезисе гидротермальных растворов и этапах глубинного магматического процесса, там же; Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, M., 1969; Генезис эндогенных рудных месторождений, M., 1968. В. И. Смирнов
ГИДРОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ, обработка древесины нагретыми газом, паром или жидкостью с целью изменения её физ. и эксплуатац. свойств. Процессы Г. о. д. разделяются на 3 группы: тепловая обработка (нагревание или оттаивание древесины), сушка (удаление влаги из древесины) и пропитка (введение в древесину различных пропитывающих веществ ).
Тепловая обработка производится нагретой водой (проварка) или насыщенным паром (пропарка) для временного снижения твёрдости и повышения пластичности древесины и облегчения процессов её рамного пиления, лущения, строгания, гнутья и прессования. Применяется в лесопилении (оттаивание пиловочника в открытых бассейнах), в произ-ве клеёной фанеры (проварка чу-раков в закрытых бассейнах) и строганого шпона (пропарка кряжей в парильных ямах), в спичечном произ-ве (оттаивание чураков в парильных камерах или ямах), в произ-ве гнутой мебели и изготовлении прессованной древесины(пропарка заготовок в парильных автоклавах). С у ш-к а древесины осуществляется в среде влажного воздуха, топочных газов или перегретого пара. Цель сушки - доведение влажности материала до величины, соответствующей условиям эксплуатации изготовленных из древесины изделий, что предупреждает, их размере- и формоиз-меняемость. Древесина высушивается в виде пиломатериалов (в камерных сушилках и на открытых складах), лущёного и строганого шпона (преим. в роликовых сушилках), стружки, щепы и мелких полуфабрикатов (в барабанных, пневма-тич., ленточных сушилках). Пропитка древесины производится органическими жидкостями или растворами минеральных и органич. веществ преимущественно для её консервирования, т. е. длительной защиты материала от загнивания или поражения насекомыми. Консервированию подвергаются лесоматериалы (шпалы, столбы, брусья, доски) для сооружений, эксплуатируемых на открытом воздухе и в соприкосновении с грунтом. В отдельных случаях пропитку производят для огнезащиты, а также для изменения нек-рых физ. свойств древесины (цвета, электрич. характеристик и др.). Наиболее эффективна т. н. автоклавная пропитка под давлением в спец. пропиточных цилиндрах или автоклавах и пропитка в горяче-холодных ваннах. На строит, площадках иногда используют диффузную пропитку (обмазка столбов и брусьев антисептич. пастами или покрытие бандажами).
Г. о. д. имеет большое хоз. значение. Правильное и своевременное проведение её (особенно сушки и пропитки) существенно удлиняет сроки службы изделий и сооружений из древесины.
Лит.: Серговский П. С., Гцдротер-мическая обработка и консервирование древесины, 2 изд., М., 1968. П. С. Серговский.
ГИДРОТЕХНИКА (от гидро... и техника), отрасль науки и техники, занимающаяся изучением водных ресурсов, их использованием для различных хоз. целей и борьбой с вредным действием вод при помощи инж. сооружений (см. Гидротехнические сооружения). Г. имеет след, осн. направления (в зависимости от обслуживаемой отрасли водного х-ва): использование водной энергии (см. Гидроэнергетика); обеспечение судоходства и лесосплава по водным путям; орошение, обводнение и осушение сельскохоз. земель; водоснабжение населения, трансп. и пром. предприятий; отведение с благоустроенных терр. избыточных, сточных и загрязнённых вод; обеспечение необходимых условий для рыбного х-ва (пропуск рыбы через гидротехнич. сооружения, создание водоёмов для нереста рыбы, её искусств, разведения и др.); защита населённых пунктов, пром. объектов, линий транспорта, связи, различных сооружений от вредного действия водной стихии. Такое деление Г. является в известной мере условным, т. к. в большинстве случаев использование вод носит комплексный характер, т. е. одновременно решается несколько водохоз. задач. Примерами многостороннего использования водных ресурсов могут служить, напр., канал им. Москвы, Волго-Донской комплекс, гидроузлы на pp. Волга, Днепр, Дон, Енисей и др.
Являясь прикладной наукой, Г. опирается на ряд др. наук о воде - гидрологию, гидромеханику, гидравлику и ряд науч. дисциплин инж.-строит, цикла - инж. геологию, механику грунтов, строит, механику, теорию упругости, строит, конструкции, технологию строит, произ-ва и др. К важнейшим задачам Г. как науки относятся: изучение воздействий водных потоков на русла и гидротехнич. сооружения, способов защиты прибрежных терр. от вредного воздействия водных потоков, разработка методов регулирования речного стока, исследование фильтрации воды через грунты оснований и сооружения (в особенности - земляные); разработка теории устойчивости гидротехнич. сооружений и их оснований, прочности и надёжности гидротехнич. конструкций, долговечности материалов для возведения сооружений и др. На основе изучения тео-ретич. проблем Г. разрабатывает методы расчёта и конструирования гидротехнич. сооружений, способы их возведения и эксплуатации.
Кроме проведения теоретич. исследований, многие вопросы Г. решаются экспериментальным путём, посредством лабораторного моделирования и с помощью натурных исследований (напр., гидравлич. режима сооружении, напряженного состояния и деформаций элементов и конструкций сооружений, процессов формирования речных русел, ледовых явлений и пр.).
Г.- одна из древнейших отраслей науки и техники. Ещё за 4400 лет до н. э. в Египте строились каналы для орошения земель в долине р. Нил; примерно за 4 тыс. лет до н. э. в Египте была сооружена древнейшая каменная плотина (у Кошейш), а земляные плотины строились, по-видимому, и раньше; в Вавилоне за 4-3 тыс. лет до н. э. существовали города с водопроводами и артезианскими колодцами; известны гидротехнич. сооружения Др. Хорезма (8-6 вв. до н. э.). В период расцвета Греции и Рима Г. получила большое развитие: построен водопровод Аппия. осуществлена канализация в Риме, были попытки осушения Понтийских болот. Ок. 2 тыс. лет до н. э. на территории совр. Нидерландов строились дамбы для защиты низменных мест от затопления, а в Др. Грузии и Армении - каналы. За 400-500 лет до н. э. в Самосе существовал морской порт с молами; примерно к тому же периоду относятся первые судоходные сооружения (напр., канал от Нила к Красному м.).
В период феод, раздробленности в зап.-европ. странах гидротехнич. стр-во свелось к малым сооружениям - устройству водяных мельниц, водоснабжению городов, замков и т. п. С развитием торговли и ремёсел в 13-14 вв. появляются более совершенные водяные установки, строятся судоходные шлюзы и др. сооружения на водных путях и в портах, проводятся осушит, и оросит, работы. В 17-18 вв. появление мануфактур, расширение торговли и рост городов повлекли за собой новый подъём гидротехнич. стр-ва. Работы Г. Галилея, Б.Паскаля, И. Ньютона, М.В. Ломоносова, Д. Бернулли значительно подняли теоретич. базу Г., что позволило перейти к с |
