13.2. Теплофізичні характеристики ґрунту

Тепловий режим і теплофізичні характеристики ґрунту характеристизується теплоемністю, теплопроводністю і темпера-туроводністю.

Теплоємність ґрунтів. Питома теплоємність дорівнює кількості тепла, яке необхідно для зміни температури одиниці маси ґрунту на 1⁰C за відсутністю фазових переходів води. Теплоємність ґрунтів визначається теплоємністю їх твердою, рідкою та газообразною складових. Теплоємність твердою компоненти ґрунтів визначається мінералогічним складом і змістом органічних речовин. Вона складає 0,12 до 0,25 кал/г•град. Теплоємність органічних речовин значно більше, ніж мінеральних тому найбільшу теплоємність у торфу і ґрунту богатого гумусом. Теплоємність ґрунтів залежить також від належності глинистих часток. Чим вміст глини більше, тим більше теплоємність ґрунту. При невеликих змінах температури і тиску значення питомої теплоємності приймається постійною.

Коефіцієнт теплопровідності ґрунтів, які являються многокомпонентними системами, визначається співвідношенням твердої, рідкої та газової складової, хімико-мінералогичним складом, структурними та текстурними особливостями ґрунту (дисперсністю, пористостю, слоїстостю та ін.), його вологістю, агрегатним станом води і температури. Теплопровідність більшості мінералів коливається від 0,001 до 0,009 . Теплопровідність води дорівнює 0,0014 , льоду близько 0,0050 , повітря – 0,00005 . Наведені цифри пояснюють залежність теплопровідності ґрунтів від їх співвідношення. Теплопровідність зростає із збільшенням вологості і зменшення пористості.

Температуропроводність ґрунтів характеризує швидкість зміни температури внаслідок поглинання або віддачі тепла. Вона оцінюється коефіцієнтом температуропровідности, який чисельно дорівнює теплопровідности ґрунту із об’ємною теплоемкостью, що дорівнює одиниці. Температуропроводність ґрунтів залежить від співвідношенням твердої, рідкої та газової складової, мінералогич-ного складу, структурних особливостей ґрунту, вологості, агрегат-ного стану води і температури. Температуропроводність значною мірою визначає глибину добових та годових коливань температури у поверхневій частині ґрунту.

13.3. Теплове забруднення води

Температура води, яка використовується на теплових та атомних електростанціях для охолодження, підвищується в середньому на 7⁰С, після чого скидається безпосередньо у ріки й озера, будучи основним джерелом додаткового тепла. Щільність і в'язкість нагрітої води відрізняються від властивостей більш холодної води приймаючого басейну, тому вони перемішуються поступово. Тепла вода охолоджується або навколо місця зливу, або в змішаному потоці. Потужні електростанції помітно нагрівають води в річках і бухтах, на яких вони розташовані. "Теплове забруднення" зменшує розчинність кисню у воді, прискорює темпи хімічних реакцій і, отже, впливає на життя тварин і рослин у водоприймальних басейнах.

Існують приклади того, як в результаті підвищення температури води гинули риби, виникали перешкоди на шляху їх міграцій, швидкими темпами розмножувалися водорості та інші нижчі сміттєві рослини, відбувалися несвоєчасні сезонні зміни водного середовища. Однак у деяких випадках підвищення температури води призводить до сприятливих екологічних наслідків.