ТИСЭ на песке

Вы думаете я не знаю что такое теплопроводность, теплоемкость и теплота фазовых переходов? Вы знаете отличие стационарного от динамического процесса? В стационарном, установившимся, неизменном во времени, (например расчет утепления дома) теплоемкостью и теплотой фазовых переходов можно пренебречь. В динамическом, а процесс промерзания грунта именно такой, этими параметрами пренебречь нельзя.

Загляните сюда

http://snip.nftk.ru/content/view/47/201/1/19/

Зависимость глубины промерзания от теплоемкости и теплоты таяния (замерзания) обратная. Формула (5)

Есть там и полуэмпирическая формула, в таблице 1 видимо сразу приведено отношение коэффициентов kw и kw, c . если это так то видно, что с ростом влажности глубина промерзания уменьшается.

Если я верно разобрался с этой таблицей №1, то получается, что водонасыщенные пески промерзают на 30% меньше чем сухие.

 

Заметьте, конвекция многократно увеличивает теплопроводность, и глубина промерзание при этом уменьшается.
Кстати, если в бассейн глубиной всего метр поставить аквариумный насос (имитация ключа), то будет незамерзающая всю зиму полынья. Так у нас в МО держат всю зиму прудовых (золотых - кометы) рыбок.

 

Evgenyvt, берем учебник В. Д. Ломтадзе "Инженерная геология", 1977 г. С. 378: "Большое влияние на фазовые переходы воды в лед помимо минерализации воды имеет и степень влажности породы. Чем она меньше, чем тоньше пленки воды, содержащиеся в породе, тем больше искажение ее структуры и она дольше может находиться в незамерзшем состоянии." Какой отсюда вывод?
Еще к вопросу промерзания. В. В. Дмитриев, Л. Я. Ярг "Методы и качество лабораторного изучения грунтов", 2008 г. С. 425: "Под действием нагрузки в отдельных местах каркаса мерзлого грунта возникает концентрация напряжений. В результате влага мигрирует в менее напряженные участки, частично за счет пластического течения льда, но главным образом за счет отжатия пленок незамерзшей воды с последующим ее замерзанием". Заметьте воды, а не грунта. Поэтому я спрашивал Вас про наледи.
А сравнение водоема с подземными водами некорректно.

 

Давайте все же «закрывать вопросы» по порядку. С глубиной промерзания вопрос закрыт? Поймите мне тут самому интересно. Ссылку выше я дал, форуму привел. Т. е. влажный грунт промерзает медленнее сухого или нет?

 

Влажный промерзает быстрее

 

Очень хочу понять на чем основано это Ваше мнение. И что Вы думаете о той формуле по ссылке, которую я привел. Я ее не верно понял или сам источник не заслуживает доверия? Я не упорствую? просто физика сил морозного пучения не тривиальна, и хотелось бы в начале разобраться с более простыми вещами.

 

Там речь идет о вечной мерзлоте, коэффициенты и формула- для оттаивания. Теплоемкость воды (льда) повышается при понижении температуры, но к механизму промерзания эта формула не относится. "Морозный" СНиП "заточен" по конкретные условия многолетнемерзлых пород, в Москве все наоборот. Здесь слой сезонно-мерзлый, там - сезонно-талый. Механизм промерзания грунта изложен в книгах по инженерной геологии, есть и на моем сайте, применительно к московским условиям.

 

Увы, но кроме вечной мерзлоты других надежных источников, я не нашел. Кстати там простая, интуитивно понятная, формула, основанная на учете трех факторов: потерь тепла через поверхность, теплопроводность грунта, отвечающая за потерю тепла из нижних слоев грунта и подвода тепла из еще более глубоких слоев и наконец количества тепла запасенного во всем массиве грунта. Понятно, что эти факторы работает в противоположенных направлениях. Что пересилит? Повышенная теплопроводность грунта, и за счет этого повышенные потери тепла через поверхность, или его повышенная теплоемкость и ускоренный приток тепла с еще больших глубин? Процесс-то здесь не квазистатический, а существенно динамический.



Вот потому я и спрашивал Вас, на чем основана Ваша уверенность, что влажные грунты промерзают быстрее?

Да там теплота плавления (замерзания) льда, сама по себе много дает.

 

Это простите с каких пор? То есть вся экспериментальная и теоретическая физика - ложь? Теплоемкость вещества с понижением температуры никогда не повышается.

 

Простите, я не совсем точно выразился. Теплоемкость воды действительно повышается при понижении температуры, но в интервале от +40 до 0. Теплопроводность при этом наоборот падает.

 

А я Вам еще раз говорю, что теплоемкость любого вещества с понижением температуры только падает, и ни разу не поднимается ни от +40 до 0 ни от -40 до -80... теплопроводность - не гарантирую, а теплоемкость только ПАДАЕТ с понижением температуры (Области скачкообразного изменения при фазовых переходах не рассматриваем.)

 

Да что вы блох ловите. Температура грунта лето это около 10 градусов. Т. е. чтобы охладить литр воды с 10 до нуля надо изъять всего-то 40 кило джоулей, а вот чтобы заморозить тот же литр надо изъять 335 кило джоулей, т. е. в восемь раз больше.

 

А с этим никто и не спорит... я же привязался к в корне не верному утверждению про теплоемкость... мне просто за державу обидно как кандидату физ-мат наук
При фазовом переходе оно понятно что больше нать тепла, но что при снижении температуры теплоемкость (и именно она) повышается - с этим никогда не соглашусь

 

Причем скачкообразно из-за квантовых эффектов (просыпаются дополнительные степени свободы, ну если ничего не путаю) . А вот на вопрос какой грунт промерзает, быстрее влажный или сухой, так выяснить и не удалось.

 

Piton1978, я брал данные по теплоемкости воды отсюда: http://www.dpva.info/Guide/GuideMedias/GuideWater/PropertiesOfH2OLiquid/.