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
107 KB...
27 09 2026 23:58:31
Статья в формате PDF
283 KB...
26 09 2026 17:19:31
Статья в формате PDF
147 KB...
25 09 2026 10:28:14
Статья в формате PDF
101 KB...
24 09 2026 19:18:43
Статья в формате PDF
91 KB...
23 09 2026 9:25:10
Статья в формате PDF
297 KB...
22 09 2026 13:30:56
Статья в формате PDF
96 KB...
21 09 2026 23:39:43
Статья в формате PDF
149 KB...
19 09 2026 21:45:26
Бесплодие является одним из главным заболеванием коров. По причине непригодности к воспроизводству из стад выбывает более половины животных. По этой причине сельскохозяйственные предприятия терпят существенные убытки. В настоящее время в производстве требуются современные методы лечения, которые отличались бы высокой эффективностью, широким спектром действия, низкозатратностью. Авторы считают, что такой инновационной технологией является лечение нарушения воспроизводительной системы коров и телок с использованием метода криотерапии и озонированными гомеопатическими препаратами.
...
18 09 2026 6:32:42
Статья в формате PDF
121 KB...
17 09 2026 9:52:27
Статья в формате PDF
115 KB...
16 09 2026 8:55:51
Исследование позволило выявить несбалансированность иммунной системы на протяжении всего периода активного аппаратурного лечения. Это чётко прослеживается через один и через пять месяцев после фиксации аппарата, а так же в конечном периоде аппаратурного лечения (т.е. через пятнадцать месяцев после фиксации брекетов). Полученные результаты исследования позволяют рекомендовать выделение этих периодов как «критических», требующих проведения иммунокоррегирующей терапии и назначение средств профилактики кариеса зубов.
...
15 09 2026 18:26:32
Статья в формате PDF
112 KB...
13 09 2026 12:55:26
Статья в формате PDF
97 KB...
12 09 2026 3:52:13
Статья в формате PDF
254 KB...
11 09 2026 2:41:22
Статья в формате PDF
102 KB...
09 09 2026 3:21:51
В работе проведено исследование цитрусового пектина на сорбционную способность по отношению к ионам свинца, а также влияние температуры на сорбционную емкость. В работе проведен расчет физико-химических параметров процесса сорбции ионов свинца цитрусовом пектином, позволивший установить, что процесс образования пектата свинца протекает как реакция первого порядка, а функциональная зависимость сорбции от концентрации ионов свинца подчиняется уравнению изотермы адсорбции Фрейндлиха. Высокая степень извлечения ионов свинца (64% от исходной концентрации) позволяет рекомендовать цитрусовые пектины в качесве энтеросорбентов при свинцовой интоксикации, а также в качестве пищевой добавки к продуктам лечебного и профилактического действия.
...
08 09 2026 2:10:46
Статья в формате PDF
229 KB...
07 09 2026 10:35:51
Статья в формате PDF
116 KB...
06 09 2026 19:20:46
Статья в формате PDF
110 KB...
05 09 2026 12:31:35
Статья в формате PDF
114 KB...
04 09 2026 13:50:28
Статья в формате PDF
317 KB...
02 09 2026 18:30:50
Статья в формате PDF
496 KB...
01 09 2026 19:10:54
Статья в формате PDF
121 KB...
31 08 2026 13:50:18
Статья в формате PDF
107 KB...
30 08 2026 13:54:33
Статья в формате PDF
502 KB...
29 08 2026 19:48:13
Статья в формате PDF
133 KB...
28 08 2026 6:11:35
Статья в формате PDF
92 KB...
27 08 2026 11:11:55
Статья в формате PDF
125 KB...
26 08 2026 2:46:14
Статья в формате PDF
143 KB...
24 08 2026 14:42:23
Статья посвящена актуальной морфологической проблеме – формирование слизистой оболочки желудка человека, в раннем эмбриогенезе. Проведен анализ и обобщение научных данных в отечественной и зарубежной литературе о формировании слизистой оболочки желудка. Рассматривается вопрос о процессе формирования врожденных пороков развития желудка.
...
23 08 2026 13:47:13
Статья в формате PDF
113 KB...
22 08 2026 18:56:27
Статья в формате PDF
111 KB...
20 08 2026 11:24:49
Статья в формате PDF
139 KB...
19 08 2026 6:58:34
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 ::
