خواص حرارتی خاک بخشی از خواص فیزیکی خاک است که در رشته هایی مانند مهندسی، اقلیم شناسی و کشاورزی اهمیت بالایی دارد. این ویژگی ها بر اینکه انرژی چگونه در یک برش عمودی از خاک تقسیم می شود ، اثر دارد. با توجه به اینکه این فرایند به دما هم وابسته است. به طور کلی این موضوع با انتقال انرژی ( بیشتر به صورت گرما ) در سراسر خاک توسط تابش، رسانش و همرفت ارتباط دارد.
مهم ترین خواص حرارتی خاک عبارت است :
• ظرفیت حجمی گرمایی ، واحد SI :J∙m−3∙K−1
• رسانایی گرمایی : واحد SI : W∙m−1∙K−1
• نفوذ گرمایی T واحد SI : m2∙s−1
به سختی می توان سخنی کلی در مورد خصوصیات گرمایی خاک در یک مکان بخصوص گفت، زیرا این ویژگی ها در یک وضعیت ثابت از تغییرات روزانه و فصلی هستند. جدا از ترکیب اصلی خاک که در یک محل ثابت است، ویژگی های گرمایی خاک به شدت از محتوای حجمی آب موجود در خاک، کسر حجمی جامدات و کسر حجمی هوا تاثیر می پذیرد. هوا یک رسانای ضعیف برای گرما است و تاثیر فازهای جامد و مایع را برای انتقال گرما کاهش می دهند. در صوزتی که که فاز جامد بیشترین رسانایی را دارد، تغییرپذیری رطوبت خاک است که تا مقدار زیادی رسانایی گرمایی را تعیین می کند. از این رو ویژگی های رطوبتی خاک و ویژگس خاک بسیار مرتبط هستند و اغلب با هم اندازه گیری و گزارش می شوند. تغییرات دما در سطح خاک بسیار شدید است و این تغییرات به لایه های زیرسطحی منتقل می شود اما با افزایش عمق با نرخ های کاهش یافته. به علاوه تأخیر زمانی برای رسیدن به بیشترین و کمترین دما در افزایش عمق خاک وجود دارد ( گاهی اوقات به عنوان تأخیر گرمایی نامیده می شود )
یکی از راه های ممکن برای تحلیل خصوصیات گرمایی خاک، تجزیه و بررسی تغییرات دمای خاک در مقابل قانون فوریه عمق است.
Q = − λ d T / d z
که در آن Q شار گرما یا نرخ انتقال گرما در واحد سطح است J·m - 2 ∙s - 1 یا W·m - 2 ، λ رسانایی گرمایی W·m - 1 ∙K - 1 است. dT / dz گرادیان دما ( تغییر دما/تغییر عمق ) K·m - 1 است.
مرسوم ترین روش برای اندازه گیری ویژگی های گرمایی خاک، انجام اندازه گیری های آنی با استفاده از سیستم های کاوشگر غیر ثابت یا کاوشگر حرارتی است.
روش ردیابی تکیT از یک منبع گرمایی وارد شده در خاک استفاده می کند که به وسیله آن انرژی گرمایی به صورت پیوسته در یک مقدار معین اعمال می شود. ویژگی های گرمایی خاک را می توان با تجزیه و تحلیل پاسخ دمایی مجاور منبع حرارت به وسیله یک سنسور حرارتی تعیین کرد. این روش نشان دهنده سرعتی است که گرما به دور از ردیاب هدایت می شود. محدودیت این دستگاه این است که فقط هدایت حرارتی را اندازه گیری می کند. استانداردهای قابل اجرا عبارتند از: راهنمای IEEE برای اندازه گیری مقاومت گرمایی خاک ( استاندارد IEEE 442 - 1981 ) و همچنین با روش تست استاندارد ASTM D 5334 - 08 برای تعیین رسانایی حرارتی خاک و سنگ نرم با روش ردیابی سوزنی حرارتی.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمهم ترین خواص حرارتی خاک عبارت است :
• ظرفیت حجمی گرمایی ، واحد SI :J∙m−3∙K−1
• رسانایی گرمایی : واحد SI : W∙m−1∙K−1
• نفوذ گرمایی T واحد SI : m2∙s−1
به سختی می توان سخنی کلی در مورد خصوصیات گرمایی خاک در یک مکان بخصوص گفت، زیرا این ویژگی ها در یک وضعیت ثابت از تغییرات روزانه و فصلی هستند. جدا از ترکیب اصلی خاک که در یک محل ثابت است، ویژگی های گرمایی خاک به شدت از محتوای حجمی آب موجود در خاک، کسر حجمی جامدات و کسر حجمی هوا تاثیر می پذیرد. هوا یک رسانای ضعیف برای گرما است و تاثیر فازهای جامد و مایع را برای انتقال گرما کاهش می دهند. در صوزتی که که فاز جامد بیشترین رسانایی را دارد، تغییرپذیری رطوبت خاک است که تا مقدار زیادی رسانایی گرمایی را تعیین می کند. از این رو ویژگی های رطوبتی خاک و ویژگس خاک بسیار مرتبط هستند و اغلب با هم اندازه گیری و گزارش می شوند. تغییرات دما در سطح خاک بسیار شدید است و این تغییرات به لایه های زیرسطحی منتقل می شود اما با افزایش عمق با نرخ های کاهش یافته. به علاوه تأخیر زمانی برای رسیدن به بیشترین و کمترین دما در افزایش عمق خاک وجود دارد ( گاهی اوقات به عنوان تأخیر گرمایی نامیده می شود )
یکی از راه های ممکن برای تحلیل خصوصیات گرمایی خاک، تجزیه و بررسی تغییرات دمای خاک در مقابل قانون فوریه عمق است.
Q = − λ d T / d z
که در آن Q شار گرما یا نرخ انتقال گرما در واحد سطح است J·m - 2 ∙s - 1 یا W·m - 2 ، λ رسانایی گرمایی W·m - 1 ∙K - 1 است. dT / dz گرادیان دما ( تغییر دما/تغییر عمق ) K·m - 1 است.
مرسوم ترین روش برای اندازه گیری ویژگی های گرمایی خاک، انجام اندازه گیری های آنی با استفاده از سیستم های کاوشگر غیر ثابت یا کاوشگر حرارتی است.
روش ردیابی تکیT از یک منبع گرمایی وارد شده در خاک استفاده می کند که به وسیله آن انرژی گرمایی به صورت پیوسته در یک مقدار معین اعمال می شود. ویژگی های گرمایی خاک را می توان با تجزیه و تحلیل پاسخ دمایی مجاور منبع حرارت به وسیله یک سنسور حرارتی تعیین کرد. این روش نشان دهنده سرعتی است که گرما به دور از ردیاب هدایت می شود. محدودیت این دستگاه این است که فقط هدایت حرارتی را اندازه گیری می کند. استانداردهای قابل اجرا عبارتند از: راهنمای IEEE برای اندازه گیری مقاومت گرمایی خاک ( استاندارد IEEE 442 - 1981 ) و همچنین با روش تست استاندارد ASTM D 5334 - 08 برای تعیین رسانایی حرارتی خاک و سنگ نرم با روش ردیابی سوزنی حرارتی.
wiki: خواص حرارتی خاک