СВЧ диэлектрическая модель влажной среднеглинистой почвы, учитывающая физическую природу фазовых переходов воды в процессах замерзания и оттаивания
Отметим, что на основе укоренившихся представлениях в геокриологии, при понижении температуры незамерзшая вода превращается в лед, при этом диэлектрическая проницаемость незамерзшей воды не зависит от температуры. Подобные допущения как показано в исследовании [2] не обеспечивают корректного учета физических характеристик незамерзшей воды в диапазоне температур ниже точки замерзания. Новые исследования для среднеглинистой почвы показали (см. рис. 1), что в момент замерзания происходит перенос масс между слабосвязанной водой и льдом, в то же время предельного содержания слабо связанной воды в талом состоянии имеет также постоянное значение, равное 0,166 г/г, но в момент замерзания разрыва не испытывает. Таким образом показано, что не происходит обмена масс между прочно связанной и слабо связанной водой в точке замерзания. Из зависимостей приведенных на рис. 1 видно, что общее количество связанной воды остается постоянным равным 0,315 г/г до момента замерзания. В момент замерзания общее количество связанной воды претерпевает разрыв, что свидетельствует о переходе определенного количества слабо связанной воды в лед, и в дальнейшем с понижение температуры до -30 °С общее количество связанной воды уменьшается бесконечно малыми порциями (см. рис. 1).
Рис. 1. Температурная зависимость предельного содержания слабо связанной воды mg1 и общее количество связанной воды mg2. Заполненные и пустые точки это значения соответствующие процессам замерзания и оттаивания. Сплошные и пунктирные линии это линии регрессии соответствующие процессам замерзания и оттаивания.
Ссылки
- Каравайский А.Ю., Миронов В.Л. СВЧ диэлектрическая модель влажной среднеглинистой почвы, учитывающая физическую природу фазовых переходов воды в процессах замерзания и оттаивания // Известия вузов. Физика. 2013. Т. 56, №10/3. С. 76-78.
- Миронов В.Л., Каравайский А.Ю., Лукин Ю.И. Применимость концепции незамерзшей воды при моделировании диэлектрической проницаемости мерзлых почв // Вестник СибГАУ. – 2013. – Т. 51. – № 5. – С. 97-100.