ПРИЛОЖЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ К ПРОГНОЗУ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЛЕГКОГО БЕТОНА
dQ = ÑТdS, или dS = dQ/ÑT. (1)
Этим определяется методологическое значение его применения в бетоноведении. Кроме того, скорость роста энтропии может сама по себе рассматриваться как важнейшая хаpaктеристика для прогнозирования процессов в физической системе. На основе этой хаpaктеристики можно анализировать стационарные состояния систем и изменение их свойств.
Согласно второму закону термодинамики, у всякой неизолированной бетонной системы энтропия состоит из двух слагаемых:
dS = dtS + deS, (2)
обусловленных изменением энтропии за счет внутренних dtS и внешних deS взаимодействий, причем dtS всегда ³ 0, тогда как 0 ³ deS ³ 0. Поэтому возрастание или убывание энтропии бетонной системы определяется в конечном итоге соотношением слагаемых в (2).
Если зафиксировать положение внешних тел, окружающих систему, то с течением времени любая физическая система придет в такое положение, когда её внутреннее состояние будет определяться только внешними параметрами и, не будет зависеть от начальных значений внутренних параметров. Это положение называется положением термодинамического равновесия, а время его установления - временем релаксации. В положении термодинамического равновесия все внутренние параметры системы одинаковы для всей системы, т.е. не зависят от координат и времени. С этой точки зрения процесс установления термодинамического равновесия можно рассматривать как процесс выравнивания внутренних параметров, который сопровождается соответствующими процессами переноса. Простейшим видом описания подобной связи является известный закон теплопроводности Фурье, устанавливающий зависимость между потоком теплоты и градиентом температур:
q = - l ÑT, (3)
где - q - удельный тепловой поток; l -коэффициент теплопроводности.
Термодинамическая идентичность l и S в уравнениях (1 и 3) позволяют провести анализ теплопроводности бетона по аналогии с уравнением (2). Следуя этой аналогии теплопроводность бетона в эксплуатационных условиях может быть выражена:
l(t) = l0 - Dl0(t) (4)
где l0 - теплопроводность бетона при завершении, в основном, процессов структурообразования; Dl0 - приращение, которое возникает в результате эксплуатационных воздействий за время t. Знак «минус» указывает, что релаксация теплопроводности связана с уравновешиванием конструктивных и деструктивных процессов, происходящих в бетоне, которые в целом приводят к уменьшению внутреннего напряжения и развитию необратимых деформаций.
В термодинамическом аспекте можно предположить, что скорость изменения теплопроводности пропорциональна её отклонению от равновесного значения (l^). В этом случае:
d(l-l^)/dt = -(l-l^)/t , (5)
где t - время релаксации.
Интегрируя и преобразуя, получаем:
l(t)=l0 - Dl0 е -(t)/t, (6)
Уравнение (6) можно считать общим уравнением теплопроводности бетона. Графическая интерпретация этого уравнения представлена на рис. 1.
Решение уравнения (6) сводится к минимизации l0 и t. Очевидно, что l0 представляет собой структурно - технологический, внутренний, аспект теплопроводности и должно прогнозироваться на стадии проектирования состава бетона. Время релаксации t зависит не только от природы внутреннего параметра l0, но и от хаpaктера нарушения его равновесного значения, в первую очередь за счет деструкции.
Учитывая, что теплопроводность бетона связана с энергетическим состоянием его структуры ΔU и энтропией ΔS, можно предположить, что постоянная времени релаксации определяется соотношением (DU/DS). Анализируя (DU/DS) в рамках основных уравнений термодинамики для процесса деформирования тел, получаем выражение:
DU/DS = Т + Θ grad T (7)
где Θ - объемные относительные деформации; Т- температура.
Рисунок 1. Графическая интерпретация общего уравнения теплопроводности бетона
Следовательно, релаксация теплопроводности, пропорциональна температуре эксплуатации и затуханию объёмных деформаций бетона, вызванных уровнем напряжения.
Экспериментальные исследования теплопроводности бетона (рис.2,3) подтвердили затухающий хаpaктер изменения Dl0 как функции времени и деформативности. Анализ этих результатов позволил получить уравнение изменения теплопроводности бетона во времени при фиксированном уровне напряжения:
l(t,h) =l0{1+Аt(Вt-1)+mh(1+0,93h) (1 -2 m)[1-mh(1+0,93h)(1-2m)]} (8)
где m - коэффициент Пуассона; h - уровни напряжения; t - время; А,В, - эмпирические коэффициенты, отражающие вид и качественные хаpaктеристики бетона.
Рисунок 2. Изменение относительных приращений теплопроводности шлакобетонов во времени.
Рисунок 3. Влияние объёмных деформаций на приращения теплопроводности шлакобетонов.
С позиции термокинетической теории деформирования бетона и баланса энтропии, процесс релаксации теплопроводности также связан с увеличением энтропии.
Рисунок 4. Схема роста энтропии бетона во времени при его деформировании
(S* - энтропийный критерий разрушения, t1 и t2 - границы инкубационной стадии).
Однако, в случае эксплуатации ограждающих конструкций из легкого бетона, кинетика этого процесса в основном заканчивается на «инкубационной» стадии (рис.4), когда в деформируемом бетоне зарождаются и накапливаются различного рода дефекты и повреждения. Этот процесс носит статистический хаpaктер и в каждый момент времени деформирования, заданным условиям напряжения, соответствует определенная степень повреждаемости структуры данного бетона. Приращение энтропии за счет внешнего взаимодействия затухает и в целом оно не достигает уровня «энтропийного критерия разрушения», что соответствует нижнему уровню границ микротрещинообразования легкого бетона.
Статья в формате PDF
154 KB...
19 01 2026 14:53:55
Статья в формате PDF
109 KB...
16 01 2026 17:34:46
Статья в формате PDF
111 KB...
14 01 2026 1:22:31
Статья в формате PDF
110 KB...
13 01 2026 4:58:21
Статья в формате PDF
111 KB...
12 01 2026 23:56:40
Статья в формате PDF
125 KB...
11 01 2026 19:53:59
Статья в формате PDF
401 KB...
10 01 2026 20:18:39
Статья в формате PDF
89 KB...
09 01 2026 16:11:50
Статья в формате PDF
186 KB...
08 01 2026 1:48:47
Изучен биохимический статус свиней крупной белой породы Западной Сибири. Установлено влияние возраста на активность аминотрaнcфераз, которая уменьшается в процессе онтогенеза. Полученные данные могут являться основой для постоянного мониторинга селекционируемых популяций.
...
06 01 2026 17:49:27
Статья в формате PDF
94 KB...
05 01 2026 5:37:27
Статья в формате PDF
113 KB...
04 01 2026 17:54:40
Статья в формате PDF
118 KB...
03 01 2026 22:27:16
Статья в формате PDF
181 KB...
02 01 2026 17:21:50
Статья в формате PDF
91 KB...
01 01 2026 17:37:33
Статья в формате PDF
114 KB...
31 12 2025 2:40:16
Статья в формате PDF
264 KB...
30 12 2025 11:13:35
В статье авторы показали изменение плоидности и площади ядер слизистой оболочки желудка при фоновых, предpaковых заболеваниях и paке желудка различного гистологического строения с помощью компьютерного анализатора изображения. При дисплазии тяжелой степени площадь и плоидность ядра составили 213,7±3,42 мкм² и 10,2±0,2с соответственно. При высокодифференцированной аденокарциноме эти показатели достигают 375,0±17,0 мкм² и 16,2±2,7с. Авторы предположили, что полученные данные могут быть использованы для более объективной оценки патологических процессов в слизистой желудка и дифференциальнодиагностических вопросов между дисплазиями и paком желудка.
...
29 12 2025 14:54:22
Статья в формате PDF
113 KB...
28 12 2025 11:41:47
Статья в формате PDF
103 KB...
27 12 2025 4:35:43
Статья в формате PDF
111 KB...
26 12 2025 10:24:57
Статья в формате PDF
121 KB...
25 12 2025 17:43:13
Статья в формате PDF
82 KB...
24 12 2025 15:40:59
Культуру Русского зарубежья невозможно представить без журналистики, одно из значительных мест в которой занимает журнал «Вестник», основанный во Франции в 1925 году как печатный орган Русского Студенческого Христианского Движения за рубежом и верно следовавший своей основной цели – объединению верующей молодежи для служения православной церкви и защиты ее и веры – все эти годы. На сегодняшний день «Вестник» – не только старейший журнал Русского зарубежья, но и одно из немногих изданий, без которого она была бы много беднее.
...
23 12 2025 17:14:35
Статья в формате PDF
157 KB...
21 12 2025 7:48:55
Статья в формате PDF
252 KB...
20 12 2025 10:29:18
Статья в формате PDF
120 KB...
19 12 2025 6:42:33
Статья в формате PDF
319 KB...
18 12 2025 22:17:49
Статья в формате PDF
110 KB...
17 12 2025 10:17:47
Образовательные организации и части (студенты, профессорско-преподавательский состав, учебно-вспомогательный персонал и др.) вполне можно представить как популяции. Цель статьи – показать возможности идентификации результатов деятельности вузов биотехническим законом. В каждый момент времени могут образовываться популяции (отличники, середняки и т.д.) или по кастам (преподаватели и др.) по успеваемости в жизни. Рассмотрены распределения результатов тестирования студентов по учебным дисциплинам по общеизвестной шкале 2, 3, 4 и 5.
...
16 12 2025 20:41:47
Статья в формате PDF
111 KB...
15 12 2025 16:53:35
Статья в формате PDF
162 KB...
14 12 2025 20:19:18
Статья в формате PDF
257 KB...
13 12 2025 3:28:31
Статья в формате PDF
224 KB...
12 12 2025 20:24:38
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
