土壤热容量名词解释土壤热容量

土壤的体积热容量是指单位体积的土壤温度变化1℃(增加或减少)所需的热量，单位为kJ/)℃，是表示土壤蓄热能力的参数。
土壤的体积热容可根据以下公式计算:
季节性非饱和冻融土壤中的水分运动
式中，Cu和Cf分别为融化土和冻土的体积热容量；Cdu和Cdf分别是融化土和冻土的比热；ρu和ρf分别为融化土和冻土的自然容重(湿容重)，kg/cm3 。
单位质量的土壤温度变化1℃(增加或减少)所需的热量(吸收或释放)称为比热，单位为kj/(kg·℃) 。
【土壤热容量名词解释土壤热容量】土壤是由矿物骨架、有机溶液和气体组成的多相细分介质。冻土和融土的主要区别在于它含有冰。实验表明，土壤的比热具有各物质成分和质量加权平均的性质(气相填料在土壤中的含量和比热都很小，可以忽略不计)，即:
季节性非饱和冻融土壤中的水分运动
其中，Csu、Csf、Cw和Ci分别是融土骨架、冻土骨架、水和冰的比热。
常规上CW = 4.182 kJ/(kg·℃)，θ可现场测得，θu为冻土未冻水含量。
季节性非饱和冻融土壤中的水分运动
其中θp为塑性极限含水量；k是十进制的温度修正系数；I是结冰率(冰的重量与水的总重量之比)，用小数表示；t是温度，℃ 。
不同温度下的修正系数k和结冰率I选自表1-3 。
土壤骨架的比热可以用量热法测量。表1-4给出了样品温度分别为+40 ~+60℃和-15 ~ 25℃时的结果。从表1-4可以看出，土壤骨架的比热主要取决于矿物组成和有机质含量，并与温度有关。相似土壤的测定值略有不同，主要是矿物成分的差异。有机质比热大于矿物比热，明显受温差影响。从实测的样品温度可以看出，融化土与冻土的平均温差在70℃左右，但实测值相差只有0.04 ~ 0.21 kJ/(kg·℃)，因此温度影响相对较小。为简单起见，在一般热力计算中，可根据表1-5和表1-6取值。
表1-3不同温度下的修正系数和结冰率值
表1-4典型冻土骨架的比热
表1-5一些矿物和岩石的平均比热
表1-6典型土壤骨架的热值
当液态水变成固态水时，它的体积会增加9% 。因此，在总含水量相同的情况下，冻土的自然承载力小于融化土。为了简化计算，取相同的值(ρu=ρf=ρ) 。
季节性非饱和冻融土壤中的水分运动
所以体积热容可以通过下面的公式直接计算:
季节性非饱和冻融土壤中的水分运动
式中，ρd为土壤的干容重(kg/m3) 。
公式(1.20)揭示了土壤的体积热容与其物理指标(如干容重、总含水量和未冻水含量)的内在联系。融化土壤的体积热容量随干容重和总含水量的增加而线性增加。冻土的体积热容也随着干容重的增加而线性增加。因为土壤中含有未冻水，所以随着总含水量的增加，呈折线增加。当θ θu时，冻土体积热容的斜率随含水量的增加而变缓。当干容重和总含水量相同时，融化土的体积热容量大于冻土。很明显，这是因为融土骨架的比热大于冻土骨架，水的比热是冰的两倍。
综上所述，土壤比热容与土壤干容重、有机质含量、矿物成分、含水量等因素有关。一般认为土壤固体物质组成相对稳定，可以忽略空气体的影响。因此，土壤的比热容主要随含水量而变化。土壤含水量越大，比热容越大，土壤升温和降温越慢，昼夜温差越小；相反，土壤越干燥，比热容越小，土壤温度变化越大。
土壤蓄热公式
土壤热容量是指单位质量或原状体积的土壤温度升高1℃所需的热量。表达:有两种表达方式:
一、土壤的质量热容量，即1克土壤温度上升1℃所需的热量，用cw表示，单位为焦/克；

土壤热容量名词解释 土壤热容量

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