Точка промерзания: Глубина промерзания грунта по регионам России

Содержание

Глубина промерзания грунта - СибПоселки

Любое строительство априори начинается с земельных работ и устройства фундамента. Причем на выбор последнего и величину его заглубления влияет множество природных факторов, к которым относится и глубина промерзания грунта.

Процесс промерзания грунта

Вполне естественно, что в зимний, холодный период грунт оказывается промерзшим и зависит глубина промерзания от типа грунта и географического расположения, обуславливающего определенные климатические условия. Немаловажна так же и степень влажности грунта.

Опасность для фундамента, а значит и всего строения в целом, таится в превращении при минусовых температурах воды в лед, находящейся на глубине промерзания. Процесс этот характерен тем, что преобразуясь в лед, вода существенно изменяется в объеме (увеличивается порядка на 10%), изменяя тем самым объем грунта.

Это приводит к такому неприятному явлению как пучение грунта. То есть, грунт начинает вытеснять фундамент. Это происходит зимой, а весной, с наступлением тепла и таянием льда, происходит обратный процесс - затягивание основы строения. И тем больше пучение, чем больше воды находится в грунте. Такое опасное явление зачастую служит причиной деформации/разрушения фундамента. Силы вспучивания могут оказывать колоссальное давление на основу, причем все это происходит неравномерно. Нивелируют силы пучения заглублением фундамента на расстояние превышающие глубину промерзания грунта.

Что влияет на глубину промерзания грунта?

Поскольку на показатели глубины промерзания оказывают влияние климатические условия и тип грунта, то совершенно справедливо, что для каждого района она разная. Например, глубина промерзания грунта в Новосибирске будет существенно отличаться от глубины в других районах. В самой же Новосибирской области распространены следующие грунты:

  • песчаный
  • глинистый
  • суглинки и супеси
  • крупнообломочный грунт (осколки и обломки скальных пород)
  • скалистый грунт

Если два последних ни вызывают нареканий при строительстве и являются вполне надежными (не впитывают влагу, не изменяются в объеме и т.д.), то для остальных, в обязательном порядке, следует знать глубину промерзания.

Нормативные показатели промерзания грунта:

Значения глубины промерзания грунта для Новосибирска, взятые из СНиП составляют:

  • Суглинки и глины - 1.83 м
  • Песок мелкий, супесь - 2.23 м
  • Песок крупный, гравелистый - 2.39 м

Определены значения из учета:
- полного отсутствия снежного покрова на грунте
- минимально возможная температура для Новосибирска
- максимальная влажность грунта.

В реальности фактическая глубина несколько разнится от указанной СНиП. Это объясняется наличием снега на грунте, выступающего в роли отличного теплоизоляционного природного материала. Также сказывается, что под фундаментом отапливаемого в холодный период дома грунт, как правило, промерзает гораздо меньше. Все это позволяет вносить коррективы при устройстве основы дома и предполагать, что реальная глубина промерзания может существенно отличаться от официальной (на 20-40%).

Глубина промерзания грунта в Московской области

Мерзлотомер (Данилина) для определения глубины промерзания грунта согласно ГОСТ 24847-81

Расчетная глубина промерзания грунта в Московской области принята условно 1400 мм. При этом нужно учитывать, что эта цифра соответствует следующим крайне жестким условиям: высокий уровень грунтовых вод, сильные морозы, полное отсутствие снега. Как показывает практика, реальная глубина промерзания значительно меньше нормативной, и обычно не превышает одного метра.

Еще следует учитывать, что зимой, при условии постоянного проживания, земля под домом прогревается, и расчетную глубину промерзания почвы можно уменьшить на 15-20 процентов.

Промерзание грунта можно уменьшить: для этого грунт вокруг дома утепляют, делая теплоизолирующую отмостку. Лента хорошего утеплителя шириной 1,5-2 метра, уложенная вокруг дома, способна обеспечить минимальную глубину промерзания грунта, окружающего фундамент дома.

Глубина промерзания грунта зависит, во-первых, от типа грунта: глинистые грунты промерзают чуть меньше песчаных, потому что обладают большей пористостью. Во-вторых, глубина промерзания зависит от климатических условий, а именно, от среднегодовой температуры: чем она ниже, тем больше нормативная глубина промерзания.

 В таблице Mt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике. Подробнее см. СНиП 2.02.01-83

Примеры влияния морозного пучения на строения (трещины)

У нас можно заказать фундамент с договором и гарантией.
Звоните: 8-(495)-928-74-74  или пишите

См. также:

глубина промерзания

     Когда-то я думал, что мир устроен просто. Вот и про глубину промерзания я тоже думал очень примитивно - чего ж там знать-то, что измерять? Засунул градусник в землю и смотри, наблюдай всю зиму, до куда опустится 0 °C. Конечно, как и с мироустройством, я заблуждался и о глубине промерзания! Я попытаюсь немного копнуть вглубь, показать, что же там может быть сложного и интересного. Например, присутствие 0 °C ещё не является показателем промерзания, так как грунтовая вода порой замерзает при более низких температурах. Или вот наличие большой влажности, казалось бы, уменьшит теплосопротивление и увеличит глубину промерзания - ан нет! Всё наоборот, так как при замерзании воды выделяется теплота льдообразования.

Теория

     Промерзание грунта – это переход его из одного состояния в другое с резким изменением физико-механических свойств. Это сложный процесс, протекающий по-разному для различных видов грунтов. Все грунты по особенностям их промерзания в природных условиях подразделяются на три основные группы:

  I – суглинки и глины;

  II – супеси, мелкие и пылеватые пески;

  III – средние пески, крупнозернистые и крупнообломочные грунты.

  Глубина и характер промерзания грунтов зависят от температуры воздуха, высоты снежного покрова, растительности, типа грунта, степени увлажнения его и ряда других метеорологических факторов.

   По данным наблюдений, глубина проникновения нулевой изотермы при одинаковой сумме отрицательных среднесуточных температур воздуха для различных типов грунтов разная. Например: для суглинков – 135 см; мелких и пылеватых песков – 139 см; крупнообломочных грунтов – 177 см. Неодинаковы также глубина проникновения отрицательной температуры в грунт и температура замерзания грунтов. Крупнообломочные грунты замерзают при температуре близкой к 0 °C с образованием заметной границы между талым и мерзлым грунтами. При промерзании мелкодисперсных грунтов образуется зона промерзания (слой, в котором происходят фазовые превращения воды), разделяющая полностью промерзший и талый грунты.

     Температура замерзания мелкодисперсных грунтов более низкая, чем у крупнообломочных грунтов. Это связано с тем, что мелкозернистые грунты имеют мелкие поры и повышенное количество связанной воды, которая замерзает при значительно низшей температуре, чем свободная вода.

    Грунтовая вода обычно является связанной, плотность ее более единицы, она содержит, как правило, растворимые соли, взвешенные частицы, испытывает большое давление со стороны защемленного воздуха, имеет меньшую степень подвижности, чем вода, находящаяся в свободном состоянии. Совокупность указанных свойств как раз и понижает температуру замерзания грунтовой влаги, а вместе с ней и самого грунта. Установлено, что все грунты замерзают при температуре ниже 0 °C. Существенное влияние на это оказывают вид грунта, его влажность и продолжительность действия отрицательной температуры. Например, глинистый грунт с влажностью 30 % замерзает при температуре от -1,0 °C до -2,0 °C, а песок с 10 %-ной влажностью – при температуре -0,5 °C. Это говорит о том, что глубина промерзания грунтов зависит не только от вида грунта, но и от его влажности. Чем выше теплопроводность грунта, тем больше глубина его промерзания. Влажность грунта в начальный момент способствует промерзанию так как увеличивает теплопроводность, а в дальнейшем процесс замедляется. Это связано с тем, что при замерзании воды выделяется теплота льдообразования, поэтому скорость и глубина промерзания более влажного грунта будут меньше, чем грунта с меньшей влажностью.

   Из анализа работ по определению глубины промерзания грунтов следует, что она в основном зависит от климатических, гидрологических, грунтовых и других природных условий, которые варьируются в широких пределах, поэтому и глубина промерзания не остается постоянной, а изменяется из года в год. В связи с этим глубину промерзания грунтов можно рассматривать как случайную величину, и для ее определения применять вероятностные методы.

  Применение теории вероятностей к определению глубины промерзания грунтов основано на центральной предельной теореме теории вероятностей. Установлено, что глубина промерзания грунтов подчиняется нормальному закону распределения, который вполне может быть применен для ее определения. С помощью кривых распределения (обеспеченности) можно определить глубину промерзания грунтов любой заданной обеспеченности в пределах данного периода наблюдений.

  В практике ряды наблюдений (на метеорологических станциях) за глубиной промерзания грунтов бывают короткими и не дают возможности построить надежную кривую распределения (для Беларуси ряды наблюдений составляют 20–30 лет). В связи с этим, разными авторами разработаны теоретические кривые распределения, с помощью которых можно определить величину редкой повторяемости, выходящую за пределы ряда наблюдений. К ним относят: биноминальную кривую распределения С. И. Рыбкина, трехпараметрическое Г-распределение С. Н. Крицкого и М. Ф. Менкеля.

   Так же  применяют методику определения глубины промерзания грунтов статистическим методом, который заключается в обработке статистических данных по глубине промерзания грунтов, которые систематически ведутся на метеостанциях. Полученные наблюдения за глубиной промерзания на метеостанциях в обобщенном виде учитывают все факторы, влияющее на промерзание грунтов. В зависимости от наличия фактических данных о глубине промерзания может быть два случая, а, следовательно, и два разных подхода к определению глубины промерзания грунтов.

    Первый случай – данные наблюдений за глубиной промерзания грунта имеются, то есть в данном конкретном районе проводились наблюдения за глубиной промерзания не менее чем 10 лет.

  Второй случай – данные наблюдений за глубиной промерзания в данном районе отсутствуют (наиболее распространенный случай, особенно в дорожном строительстве). 

    Для первого случая существует целый ряд формул и номограмм, их я не буду приводить в рамках этой статьи вследствие уж очень узкой направленности и довольно большого объёма теоретической части. А вот второй случай приближает нас к более понятным картинкам.

   В основу этого подхода положены карты изолиний средней максимальной глубины промерзания грунтов и коэффициента вариации, которые составлены для Республики Беларусь и Европейской части СНГ.

       Порядок расчета следующий:

      1. По карте изолиний (см. рис. 1) находят среднюю максимальную глубину промерзания грунта под снегом Zср, а по карте изолиний (см. рис. 2) – коэффициент вариации Cv.

  2. По значению Cv и заданному проценту обеспеченности подбирается соответствующий модульный коэффициент Кs по номограмме на рис. 3.

      3.   Максимальная глубина промерзания грунта под снежным покровом заданной обеспеченности определяется по формуле Z=Ks*Zср. Следует отметить, что без снежного покрова полученное значение необходимо удвоить.

Практика

     Разработанный метод определения глубины промерзания грунтов с использованием карт изолиний, то есть второй способ, позволил произвести районирование территории Республики Беларусь по глубине промерзания. В основу районирования территории республики положены грунтовые карты, разработанные академиком АН БССР П. П. Роговым, карты изолиний глубины промерзания грунтов, данные о сумме отрицательных температур воздуха (сумма морозо-дней) и некоторые другие.

    Районирование разделило территорию Республики Беларусь на три зоны по глубине промерзания грунтов (рис. 4):    I-я – Юго-Западная. Граница ее с Запада – граница Республики Беларусь, с Востока – граница зоны проходит по городам: Вороново – Ивье – Новогрудок – Ганцевичи – Житковичи – Лельчицы;

    II-я – находится между границами I-й и III-й зон;

  III-я – Северо-Восточная. Граница ее с Востока – граница Республики Беларусь, с Запада граница проходит по городам: Шаркавщина – Глубокое – Докшицы – Борисов – Березино – Кличев – Бобруйск – Жлобин – Будо-Кошелево – Ветка.

    I-я зона характеризуется средней многолетней глубиной промерзания грунтов в пределах 45–50 см;

    II-я зона – средняя многолетняя глубина промерзания грунтов – 50–60 см;

    III-я зона –  соответственно, 60–75 см.

Указанные границы зон (см. рис. 4) приблизительно совпадают с климатическими картами: температурой воздуха в самые холодные периоды года, с высотой снежного покрова и количеством дней его стояния, с почвенно-грунтовой картой и др.

Строительные нормы РБ

    Вся теория, конечно, хороша, но в строительных нормативных документах должно быть всё прописано очень простым и понятным языком, чтобы любой инженер смог достать справочник глубин промерзания и найти нужную цифру (как в анекдоте: Физику, математику и инженеру дали задание найти объём красного мячика. Физик погрузил мяч в стакан с водой и измерилл объём вытесненной жидкости. Математик измерил диаметр мяча и рассчитал тройной интеграл. Инженер достал из стола свою "Таблицу объёмов красных резиновых мячиков" и нашёл нужное значение.)

        Главная задача обычного человека - знать, где искать этот справочник. А таковой для Беларуси называется СНБ 2.04.02 – 2000 "СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ". К нашей теме относится табличка 3.6 "Глубина промерзания"

Что такое глубина промерзания грунта

Строительство начинается с фундамента, его структура зависит от важнейшего параметра – глубины промерзания грунта – наибольшего показателя, при котором почва замерзает до 0 градусов при самых низких температурах без учета снежного покрова. Увеличение объема воды деформирует грунт.

Особенности процесса

Прежде чем начинать строительство дома, нужно выяснить, что такое глубина промерзания грунта. Если фундамент недостаточно заглублен, фасад здания может покрываться направленными трещинами. Чтобы при переходе грунтовых вод в состояние льда этого избежать, закладку нужно производить ниже отметок промерзания. Вид почвы влияет на выбор типа фундамента.

Одной из причин промерзания может быть высокая влажность. Переходя в состояние льда, вода увеличивается в объеме до 10%. В результате этого зимой грунт выталкивает фундамент из себя. Весной происходит обратное, из-за таяния снега он затягивается в почву. Эти процессы повторяются каждый год и неравномерно. При этом фундамент деформируется или окончательно превращается в руины.

На глубину промерзания и на правильность закладки фундамента влияют:

  • тип грунта;
  • уровень грунтовых вод;
  • климатические условия.

Перед планированием строительства, прежде всего, изучается структура и типология почвы. Прочная, незначительно сжимаемая почва будет оптимальным вариантом. На определенной глубине вода в ней не замерзнет и не поддастся расширению, поэтому фундамент ляжет прочно и не будет деформироваться.


Расчетная и нормативная глубина

Существует понятие глубины сезонного промерзания грунта. Его показатели отличаются между собой в разных районах. Например, глубина промерзания грунта в Московской области не одинакова с показателями в более северных или южных регионах. Среднюю величину вывели на протяжении длительных наблюдений.

Показатель определяла нормативная глубина промерзания грунта – техническая документация, регламентирующая архитектурно-строительное проектирование. Нормативной считается глубина, указанная в документах. Сначала применялся СНиП 2.01.01-82 ("Строительная климатология и геофизика"). Сейчас используется современный СНиП 2.02.01-83* («Основания зданий и сооружений»). К этим документам прилагается карта глубин, которой удобно пользоваться. Особого внимания к себе требуют глинистые почвы – они чаще подвергаются негативному влиянию перепадов температур.

Еще одним примером может служить отапливаемое здание. При этом реальный показатель может отклоняться от нормативного до 30%. Глубина промерзания грунта для фундамента определяется по формуле: Нp = Нн * k, где:

  • Нн - нормативный показатель согласно карте глубин промерзания грунтов;
  • K - коэффициент, формирующийся от режима эксплуатационных мероприятий и расположения фундамента k = 0,5:1,2.

Глубина промерзания грунта для водопровода также определяется нормативными документами. Согласно существующим нормам трубы необходимо закладывать примерно на 1,6 м.

Влияние типа почвы

Важное значение играет тип грунта. Скальный является самым прочным, не подверженным размыванию и промерзанию. Фундамент можно закладывать практически на поверхности. На хрящевых почвах закладку следует производить на глубину 0,5 метров. Песчаные хорошо пропускают воду, теряют прочность и проседают. Фундамент закладывается на глубину до 0,7 метров. На торфяной почве не стоит возводить, так как из-за различных органических примесей формируется неравномерная нагрузка.

Как уменьшить показатель промерзания грунта?

Устройство фундамента предусматривает защиту основания. Все необходимые меры нужно предпринять до наступления первых холодов и после дождей. Предохранению грунта от промерзания помогут следующие меры:

  • рыхление;
  • теплоизоляция с использованием определенных материалов;
  • химическая обработка почвы.

Вспахивание делает верхний слой рыхлым, благодаря чему образуются воздушные пустоты, что значительно отдаляет промерзание.

Хорошо предохраняет грунт от промерзания обработка химическими реагентами. Такой способ применим для небольших котлованов с песчаной и глинистой почвой. Растительность ликвидируется, и наносится необходимое количество веществ: хлористого кальция и хлористого натрия. Это увеличивает продолжительность строительного периода до 15 суток.

Утепление с использованием теплоизоляторов ¬– основной метод уменьшения глубины промерзания сезонного и другого типа грунта. При этом сопротивление теплового потока ощутимо повышается, и холод с поверхности не замораживает слои под теплоизоляционным материалом. Выбор утеплителя зависит от воспринимаемой им нагрузки.

Точка росы. Определение точка росы расчет, точка росы таблица, температура точки росы.

Точка Росы определяет то соотношение температуры воздуха, влажности воздуха и температуры поверхности, при котором на поверхности начинает конденсироваться вода.

Производство и продажа материалов, выполнение работ: Полимерные полы Наливные полы

Точка росы определение

Определение точки росы является чрезвычайно важным фактором при устройстве любых полимерных полов, покрытий и наливных полов по любым основаниям: бетон, металл, дерево и т.д. Возникновение точки росы и, соответственно, конденсата воды на поверхности основания в момент укладки полимерных полов наливных полов и покрытий может вызвать появление самых разных дефектов: шагрень, вздутия и раковины; полное отслоение покрытия от основания. Визуальное определение точки росы – появление влаги на поверхности – практически невозможно, поэтому для расчета точки росы применяется технология, приведенная ниже.

Точка росы таблица

Таблица точки росы используется очень просто – наведите на неё мышку... Точка Росы таблица - скачать

Например: температура воздуха +16°С, относительная влажность воздуха 65%.
Найдите ячейку на пересечении температуры воздуха +16°С и влажности воздуха 65%. Получилось +9°С – это и есть Точка росы.
Это значит, что если температура поверхности будет равна или ниже +9°С – на поверхности будет конденсироваться влага.

Для нанесения полимерных покрытий температура поверхности должна быть не менее чем на 4°С выше точки росы!

Темпе-
ратура
воздуха
Температура точки росы при относительной влажности воздуха (%)
30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95%
-10°С -23,2 -21,8 -20,4 -19 -17,8 -16,7 -15,8 -14,9 -14,1 -13,3 -12,6 -11,9 -10,6 -10
-5°С -18,9 -17,2 -15,8 -14,5 -13,3 -11,9 -10,9 -10,2 -9,3 -8,8 -8,1 -7,7 -6,5 -5,8
0°С -14,5 -12,8 -11,3 -9,9 -8,7 -7,5 -6,2 -5,3 -4,4 -3,5 -2,8 -2 -1,3 -0,7
+2°С -12,8 -11 -9,5 -8,1 -6,8 -5,8 -4,7 -3,6 -2,6 -1,7 -1 -0,2 -0,6 1,3
+4°С -11,3 -9,5 -7,9 -6,5 -4,9 -4 -3 -1,9 -1 0 0,8 1,6 2,4 3,2
+5°С -10,5 -8,7 -7,3 -5,7 -4,3 -3,3 -2,2 -1,1 -0,1 0,7 1,6 2,5 3,3 4,1
+6°С -9,5 -7,7 -6 -4,5 -3,3 -2,3 -1,1 -0,1 0,8 1,8 2,7 3,6 4,5 5,3
+7°С -9 -7,2 -5,5 -4 -2,8 -1,5 -0,5 0,7 1,6 2,5 3,4 4,3 5,2 6,1
+8°С -8,2 -6,3 -4,7 -3,3 -2,1 -0,9 0,3 1,3 2,3 3,4 4,5 5,4 6,2 7,1
+9°С -7,5 -5,5 -3,9 -2,5 -1,2 0 1,2 2,4 3,4 4,5 5,5 6,4 7,3 8,2
+10°С -6,7 -5,2 -3,2 -1,7 -0,3 0,8 2,2 3,2 4,4 5,5 6,4 7,3 8,2 9,1
+11°С -6 -4 -2,4 -0,9 0,5 1,8 3 4,2 5,3 6,3 7,4 8,3 9,2 10,1
+12°С -4,9 -3,3 -1,6 -0,1 1,6 2,8 4,1 5,2 6,3 7,5 8,6 9,5 10,4 11,7
+13°С -4,3 -2,5 -0,7 0,7 2,2 3,6 5,2 6,4 7,5 8,4 9,5 10,5 11,5 12,3
+14°С -3,7 -1,7 0 1,5 3 4,5 5,8 7 8,2 9,3 10,3 11,2 12,1 13,1
+15°С -2,9 -1 0,8 2,4 4 5,5 6,7 8 9,2 10,2 11,2 12,2 13,1 14,1
+16°С -2,1 -0,1 1,5 3,2 5 6,3 7,6 9 10,2 11,3 12,2 13,2 14,2 15,1
+17°С -1,3 0,6 2,5 4,3 5,9 7,2 8,8 10 11,2 12,2 13,5 14,3 15,2 16,6
+18°С -0,5 1,5 3,2 5,3 6,8 8,2 9,6 11 12,2 13,2 14,2 15,3 16,2 17,1
+19°С 0,3 2,2 4,2 6 7,7 9,2 10,5 11,7 13 14,2 15,2 16,3 17,2 18,1
+20°С 1 3,1 5,2 7 8,7 10,2 11,5 12,8 14 15,2 16,2 17,2 18,1 19,1
+21°С 1,8 4 6 7,9 9,5 11,1 12,4 13,5 15 16,2 17,2 18,1 19,1 20
+22°С 2,5 5 6,9 8,8 10,5 11,9 13,5 14,8 16 17 18 19 20 21
+23°С 3,5 5,7 7,8 9,8 11,5 12,9 14,3 15,7 16,9 18,1 19,1 20 21 22
+24°С 4,3 6,7 8,8 10,8 12,3 13,8 15,3 16,5 17,8 19 20,1 21,1 22 23
+25°С 5,2 7,5 9,7 11,5 13,1 14,7 16,2 17,5 18,8 20 21,1 22,1 23 24
+26°С 6 8,5 10,6 12,4 14,2 15,8 17,2 18,5 19,8 21 22,2 23,1 24,1 25,1
+27°С 6,9 9,5 11,4 13,3 15,2 16,5 18,1 19,5 20,7 21,9 23,1 24,1 25 26,1
+28°С 7,7 10,2 12,2 14,2 16 17,5 19 20,5 21,7 22,8 24 25,1 26,1 27
+29°С 8,7 11,1 13,1 15,1 16,8 18,5 19,9 21,3 22,5 22,8 25 26 27 28
+30°С 9,5 11,8 13,9 16 17,7 19,7 21,3 22,5 23,8 25 26,1 27,1 28,1 29
+32°С 11,2 13,8 16 17,9 19,7 21,4 22,8 24,3 25,6 26,7 28 29,2 30,2 31,1
+34°С 12,5 15,2 17,2 19,2 21,4 22,8 24,2 25,7 27 28,3 29,4 31,1 31,9 33
+36°С 14,6 17,1 19,4 21,5 23,2 25 26,3 28 29,3 30,7 31,8 32,8 34 35,1
+38°С 16,3 18,8 21,3 23,4 25,1 26,7 28,3 29,9 31,2 32,3 33,5 34,6 35,7 36,9
+40°С 17,9 20,6 22,6 25 26,9 28,7 30,3 31,7 33 34,3 35,6 36,8 38 39

Точка росы расчет

Чтобы сделать расчет точки росы, необходимы приборы: термометр, гигрометр.

  1. Измерьте температуру на высоте 50-60см от пола (или от поверхности) и относительную влажность воздуха.
  2. По таблице определите температуру "точки росы".
  3. Измерьте температуру поверхности. Если у Вас нет специального бесконтактного термометра, положите обычный термометр на поверхность и накройте его, чтобы теплоизолировать от воздуха. Через 10-15 минут снимите показания.
  4. Температура поверхности должна быть не менее чем на 4 (четыре) градуса выше точки росы.
    В противном случае производить работы по нанесению полимерных полов и полимерных покрытий НЕЛЬЗЯ!

Существуют приборы, которые сразу выполняют расчет точки росы в градусах C.
В этом случае термометр, гигрометр и таблица точки росы не требуется – они все совмещены в этом приборе.

Разные полимерные покрытия по разному «относятся» к влаге на поверхности при нанесении. Наиболее «чувствительны» к возникновению точки росы полиуретановые материалы: окрасочные покрытия, полиуретановые наливные полы, лаки и т.п. Это связано с тем, что вода для полиуретана является отвердителем, и при избытке влаги реакция полимеризации идет очень быстро. В результате появляются самые разные дефекты покрытия. Особенно неприятным дефектом является уменьшение адгезии, которое сразу определить невозможно, а со временем это приводит к частичному или полному отслоению покрытия или полимерного пола.

Важно учитывать, что точка росы опасна не только в момент нанесения покрытия, но и во время его отверждения. Особенно это опасно для наливных полов, так как время их начального отверждения достаточно большое (до суток).

Эпоксидные наливные полы и покрытия «менее чувствительны» к влаге, но, тем не менее, определение точки росы – это залог качества при устройстве любых полимерных полов и лакокрасочных покрытий.

6мар18

СНиП, от чего зависит, как рассчитать

Каждый человек знает о том, что такое фундамент здания. Это конструкция, на которую при возведении опирается любое строение. Главная функция, которую выполняет эта конструкция — увеличение прочности и долговечности самого дома. Главное — с самого начала разобраться в том, на каком именно грунте будет возводиться дом в том или ином случае.

Глубина промерзания грунта согласно СНиП

Ниже приведены нормативные глубины промерзания грунта согласно СНиП, для некоторых регионов нашей страны:

  • Новосибирск и Омск это 2,0 м;
  • Тобольск — 2,1 м ;
  • Пермь, Челябинск и Екатеринбург — 1,9 м;
  • Оренбурге Казань и Ижевск — 1,7 м;
  • Уральск — 1,6 м;
  • Саратов, Пенза, Кострома, Нижний Новгород, Вологда — 1,5 м;
  • Новгород, Москва, Санкт-Петербург, Тверь, и Воронеж — 1,4 м;
  • Смоленск, Псков, Курск и Волгоград — 1,2 м;
  • Астрахань и Ростов-на-Дону — 1,0 м;
  • Калининград и Краснодар — 0,7 м.

Виды грунтов

  1. Грунты скалистого типа.
  2. Хрящевая разновидность.
  3. Песчаный тип, в эту же разновидность входит грунт глинистый.
  4. Супеси и суглинки.

Скалистого типа

Название грунтов в данном случае применяется условно. Это просто камень, который не подвергается воздействию влаги и не промерзает. В нормальных погодных условиях свойства этого вещества не меняются. При работе с такими грунтами обустройство фундаментов проводится прямо на поверхности. Хотя именно на территории РФ такой тип поверхности встречается довольно редко.

Хрящевая разновидность

Это глина и песок, смешанные с мелким камнем и щебнем в больших количествах. В данном случае не происходит размывания и сжатия. Такой материал прочен и надёжен. В этом случае заложение фундамента должно происходить на глубине не менее полусотни сантиметров. Это не зависит от того, какой уровень промерзания характерен для состава. На такой поверхности можно возвести здание, обладающее внушительными габаритами. Именно хрящевые грунты считаются наиболее распространёнными.

Песчаный и глинистый

Песчаный тип почв. Для них характерна незначительный показатель промерзания. В подобном материале вода пропускается достаточно хорошо. Под нагрузкой происходит уплотнение и утрамбование. Глубина закладывания фундаментов в таких случаях — 40−70 сантиметров.

Грунт глинистый — это для строительства дома не самая благоприятная среда. Они размываются и сжимаются, и вспучиваются, когда замерзают. Необходимо использовать расчётные параметры, если строительство осуществляется в среде с высокой влажностью. Вспучиванием называется процесс, когда влага начинает расширяться и замерзать после того, как она проникнет внутрь грунта. Таким образом, на фундамент оказывается определённое давление и воздействие, основа пытается его буквально вытолкнуть. Возникает большая вероятность, что основание просто лопнет. Нахождение фундамента ниже уровня промерзания — главное условие, которое необходимо соблюдать для того, чтобы это не произошло.

Супеси и суглинки

Когда смешиваются глинистые частицы и песок, создаётся именно такая разновидность грунта. Глинистых частиц содержится в супесях от 3 до 10 процентов, в суглинках — от 10 до 30.

Как рассчитать уровень

Промерзание до определённого уровня — процесс, который обычно происходит внутри почвы зимой. Находящаяся внутри вещества вода замерзает, превращаясь в лёд, и начинает расширяться. Из-за этого сам грунт увеличивается в своих объёмах. Такой процесс так же получил название пучения. Нормальное положение всех зданий может испортиться, когда это происходит. Именно по этой причине фундамент закладывается на меньшую глубину, чем показатель промерзания.

Тип грунта становится определяющим фактором, если говорить о такой глубине. К примеру, по сравнению с песчаными, глинистые промерзают гораздо меньше. Это связано с тем, что для них всегда была характерна большая пористость.

Кроме того, важно учитывать, какие климатические условия складываются в том или ином регионе. Уровень промерзания грунта увеличивается по мере того, как понижается средняя температура за год.

Примерно в пределах 1,2 метра лежит уровень промерзания в большинстве городов нашей страны. Так что глубина закладывания фундамента находится в пределах полутора метров. Этого вполне хватит для того, чтобы соответствовать всем необходимым требованиям и правилам. Грунт вряд ли будет сильно промерзать под жилым домом, который постоянно находится в эксплуатации. Если, например, загородный дом возводится летом, то значение промерзания вообще можно в расчёт не брать.

Кроме того, промерзание может быть сезонным. Оно определяется тем, какая температура держится в среднем на протяжении того или иного сезона. Обычно такое положение длится не больше 12 месяцев. Фактически вся европейская часть РФ знакома с этим понятием. Иногда образуются так называемые перелётки, когда промёрзший слой полностью не успевает оттаять за лето при спуске водоёмов.

Значения отрицательных температур воздуха — пожалуй, главный фактор, определяющий то, с какой скоростью в тех или иных условиях будет промерзать грунт. Было проведено множество экспериментов, которые подтвердили, что величина вспучивания больше, если скорость промерзания меньше. Наблюдается зависимость этих показателей и в обратную сторону.

Коэффициент фильтрации глинистого грунта тоже может оказать влияние на то, какой оказывается величина вспучивания. Так определяется, сколько влаги проникает на границу промерзания.

Когда скорость промерзания довольно маленькая, формируется ледяная текстура. И процесс этот сопровождается тем, что увеличивается количество ледяных включений. Это связано с тем, что вода поднимается наверх из нижних слоёв. Когда подобные разновидности грунта оттаивают, их физические свойства ухудшаются. В некоторых случаях, если до промерзания у грунта имелось пластичное или твёрдое состояние, то после оттаивания и промерзания состояние может стать текущим.

При уровне до 1−1,2 метра складываются наибольшие значения в количестве льда. Во всяком случае, если сам грунт природного сложения. Это происходит там, где колебания отрицательной температуры самые большие. Обычно это происходит, когда меняется погода, наступает оттепель и так далее.

Существует несколько факторов, которые могут повлиять состояние грунта:

  1. Уровень подземных вод, которые залегают до шести метров ниже дневной поверхности.
  2. Уровень грунтовых вод.
  3. Гранулометрический состав.
  4. Число пластичности.
  5. Природная влажность.

Что делать, чтобы не допустить промерзания

В настоящее время используется несколько технологий, благодаря которым грунт может быть защищён от промерзания. Всё зависит от того, за какой срок должны быть выполнены земляные работы. И от того, какие условия складываются в той или иной местности относительно климата.

Главное — следует предпринимать такие меры до того, как наступят заморозки. Но после того, как осенние дожди уже закончились. Например, широко распространён метод поверхностного рыхления грунтов. Кроме того, материал утепляют специальными материалами. Или проводят химическую обработку с помощью специальных веществ.

Рыхлая структура с воздушными пустотами получается, когда поверхность вспахивается, а в дальнейшем проводится боронование. Начало промерзания отдаляется на полтора месяца из-за того, что эти факторы сочетаются со снежным покровом, который образуется естественным путём. Специальные рыхлители используются на глубине до 30−35 сантиметров. Боронование проводится на 15−20 сантиметров.

Подготовка против промерзания нужна грунтам хотя бы потому, что это делает земляные работы в зимний период гораздо более экономичными. Утепление быстротвердеющей пеной или пенопластом тоже считается перспективной технологией, которая помогает решить проблему с максимальным результатом и минимальными затратами денежных средств. В некоторых случаях использование специальных химикатов становится единственно возможным выходом. При этом не стоит волноваться, коррозии основных строительных компонентов не будет.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями! Смотрите также:

Определение глубины сезонного промерзания грунта

Для возможности проектирования фундаментной опоры здания необходимо предварительно определить характеристики грунта, в частности, глубину промерзания.

На выбор типа фундамента влияет и пучинистость, то есть грунт, который содержит большое количество воды и способен к расширению и вспучиванию при замерзании, что может привести к сдвигу и разрушению основания строения, появлению трещин на стенах, разрушению всего сооружения.

Определение глубины сезонного промерзания грунта

Заказать

Глубина промерзания грунта для конкретных регионов России

Город

Сезонная глубина промерзания разных типов грунтов (в см.)

Глинистого и суглинка

Песчаного и супеси

Крупного и гравелистого

Ярославль

143

174

186

Архангельск

156

190

204

Челябинск

173

211

226

Вологда

143

174

186

Тюмень

173

210

226

Псков

97

118

127

Екатеринбург

157

191

204

Казань

143

175

187

Сургут

222

270

290

Пермь

159

193

207

Саратов

119

144

155

Курск

106

129

138

Санкт-Петербург

98

120

128

Москва

110

134

144

Самара

154

188

201

Нижний Новгород

145

176

189

Рязань

136

165

177

Новосибирск

183

223

239

Ростов на Дону

66

80

86

Орел

110

134

144

 

 

Глубина промерзания грунта в Подмосковье

Город

Сезонная глубина промерзания грунта (в см.)

Дубна

150

Талдом

130

Сергиев Посад, Александров

140

Орехово-Зуево

130

Егорьевск

130

Коломна

110

Ступино

120

Серпухово

100

Обнинск

110

Балабаново

110

Можайск

125

Волоколамск

120

Клин, Солнечногорск

120

Звенигород, Истра

110

Наро-Фоминск

125

Чехов

120

Воскресенск

110

Павловский Посад, Пушкино, Ногинск

110

Дмитров

140

Балашиха, Щепково

150

Кубинка, Одинцово, Болицыно

140

Домодедово, Подольск, Люберцы

100

Железнодорожный

110

Мытищи, Лобня

140

 

Как определить реальную глубину сезонного промерзания почвы?

Нормативные и настоящие показатели глубины промерзания грунта всегда отличаются, так как каждый год толщина снежного и ледяного покрова на заданной местности различная.

Чтобы точно определить глубину промерзания почвы, используется мерзлотомер – обсадная трубка с внутренним элементом - шлангом с водой и ограничителями, предупреждающими миграцию льда. На шланге имеется сантиметровая шкала. При выполнении измерений прибор погружается в почву на глубину ниже номинального промерзания. В местах, где с мерзлотомером контактирует мерзлая почва, вода в шланге превращается в лед. Через 10-12 часов шланг вынимается из трубки и по шкале определяется реальный уровень промерзания грунта.

Для расчета уровня промерзания грунта используется следующая формула:

d1 = d0 √M, где d1 – глубина промерзания согласно нормативам, d0 – отдельный параметр для каждого типа грунта, M – сумма абсолютных сезонных среднемесячных температур в данном регионе.

Показатели d0 – для песчаной и супесей – 0,28, глинистой почвы и суглинка – 0,23, крупнозернистого песка – 0,3, крупнообломочного грунта – 0,34. Показатели минусовых температур указаны в метеорологических справочниках либо СНиП, описывающих климатические условия конкретной местности.

Тип грунта определяет фирма, занимающаяся геологическими исследованиями.

Комплекс работ включает

  • изучение геологического строения района;
  • выезд бригады специалистов на участок для бурения скважин, взятия проб грунта;
  • лабораторное исследование образцов для определения слоев земли;
  • составление технического отчета с рекомендациями по строительству – выбору материала для стен и типа фундамента.

На стоимость геологических изысканий оказывают влияние количество скважин, погонных метров бурения и взятых образцов.

Компания «GeoCompani» выполняет работы по геодезии любой сложности для клиентов из Москвы и Московской области. Мы гарантируем выгодные цены и сжатые сроки исполнения заказа. Получить консультации специалистов и заказать услуги можно по телефону +7-495-777-65-35 или WhatsApp.

Почему с нами выгодно сотрудничать?

  • Рассчитываем глубину сезонного промерзания именно для Вашего участка и грунтов.
  • Выпускаем отчет за 10 дней.
  • Все образцы сдаются в лабораторию.
  • Собственный камеральный отдел.

Калькулятор депрессии точки замерзания

Используя калькулятор депрессии точки замерзания Omni, вы можете оценить изменение температуры точки замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем.

Вы когда-нибудь задумывались, почему мы используем поваренную соль для удаления льда с дорог и тротуаров зимой? Как добавление растворенного вещества влияет на точку замерзания раствора (или растворителя)? Если у вас есть - продолжайте читать, чтобы понять , что такое депрессия точки замерзания и , как рассчитать ее , используя наш калькулятор депрессии точки замерзания.Вы также найдете некоторые применения этого явления в повседневной жизни.

Что такое понижение точки замерзания?

Когда мы добавляем нелетучее растворенное вещество к летучему растворителю, температура замерзания раствора всегда становится ниже, чем у чистого растворителя. Это снижение на точки замерзания раствора по сравнению с таковым для чистого растворителя называется понижением точки замерзания .

Степень снижения точки замерзания зависит от концентрации раствора.

Формула понижения точки замерзания

Согласно закону Рауля давление пара раствора всегда ниже, чем у чистого растворителя. На графике депрессии точки замерзания, показанном на рисунке 1:

  • Кривая BC представляет давление паров чистого растворителя ;
  • Кривая DE представляет давление пара раствора ; и
  • Кривая AB представляет давление пара твердого вещества (замороженное состояние).
Рисунок 1: График депрессии точки замерзания.

Точка замерзания - это температура, при которой твердое и жидкое состояния вещества имеют одинаковое давление пара.

Из графика отметим, что:

Из-за снижения давления пара температура замерзания растворов снижается при добавлении нелетучих растворенных веществ.

Мы можем выразить изменение или понижение точки замерзания ΔT f как:

ΔT f = T f 0 - T f s .

Понижение температуры замерзания прямо пропорционально молярной концентрации раствора м :

ΔT f ∝ м
ΔT f = K f * m
,

, где K f - молярная константа депрессии точки замерзания или криоскопическая константа . Мы называем это уравнение формулой депрессии точки замерзания.

Как рассчитать депрессию точки замерзания?

Рассчитаем точку замерзания 0.4 м раствора этиленгликоля в воде с использованием нашего калькулятора депрессии точки замерзания. Одномолярный раствор представляет собой раствор, который содержит 1 грамм-моль растворенного вещества на 1000 г растворителя.

  1. Введите моляльность раствора , т.е. 0,4 моль / кг . Вы можете использовать наш калькулятор моляльности, чтобы определить молярность раствора.
  2. В раскрывающемся меню выберите растворитель . Калькулятор автоматически заполнит константу депрессии точки замерзания и точку замерзания для выбранного вами растворителя.Если вы уже знаете эти значения, можете переходить к следующему шагу.
  3. Введите значение молярной константы депрессии точки замерзания для воды, т. Е. 1,86 ° C / м .
  4. Введите точку замерзания для чистой воды , то есть 0 ° C .
  5. Калькулятор покажет точку замерзания раствора , то есть -0,74 ° C .

Мы также рекомендуем проверить наш калькулятор точки кипения на высоте, чтобы изучить влияние высоты на точку кипения.

Константа депрессии мольной точки замерзания для некоторых растворителей

Согласно формуле депрессии точки замерзания, для m = 1 , ΔT f = K f . Таким образом, молярный Константа депрессии точки замерзания - это депрессия точки замерзания для 1-моляльного раствора . Единицы измерения K f составляют K · кг / моль и ° C · кг / моль .

Взгляните на таблицу ниже, чтобы увидеть константу депрессии молярной точки замерзания для воды и некоторых распространенных растворителей.

Растворитель Температура замерзания (° C) K f (° C · кг / моль)
Вода 0,0 1,86
Бензол 5,5 5,12
Этанол -114,6 1,99
Хлороформ -63,5 4,68
эфир -116,2 1.79

Примеры понижения точки замерзания

Некоторые общие примеры феномена понижения точки замерзания и его применения в повседневной жизни:

  • Засоление дорог зимой : Зимой мы используем поваренную соль ( NaCl ) или хлорид кальция ( CaCl 2 ) для очистки от льда на дорогах. Это связано с тем, что смешивание соли с водой снижает температуру замерзания воды ниже 0 ° C .В результате вода не замерзнет при низких температурах, а дороги будут свободны ото льда.

  • Растворы для защиты от замерзания : В автомобильных радиаторах используется смесь этиленгликоля с водой для снижения точки замерзания воды. Это позволяет избежать замерзания воды в радиаторах в местах с температурой ниже нуля по Цельсию.

Какая точка замерзания?

Точка замерзания - это температура , при которой вещество меняет свое физическое состояние с жидкого на твердое .В точке замерзания давление пара вещества в жидкой фазе равно давлению пара в твердой фазе.

Является ли точка замерзания химическим свойством?

. Температура замерзания вещества - это физическое свойство. Во время замерзания физическое состояние воды меняется с жидкого (вода) на твердое (лед). Химические свойства воды ( H 2 O ) не меняются.

Какая точка замерзания воды в градусах Цельсия?

Температура замерзания воды по Цельсию 0 ° C .Если мы добавим в воду нелетучее растворенное вещество, такое как поваренная соль, точка замерзания раствора (соль + вода) станет ниже 0 ° C .

Какая точка замерзания воды в Кельвинах?

Температура замерзания воды по Кельвину составляет 273,15 К. . Соотношение температур по шкале Цельсия и Кельвина составляет Т Кельвин = Т Цельсия + 273,15 . Температура замерзания воды по Цельсию - 0 ° C ; следовательно, точка замерзания составляет 273.15 K по шкале Кельвина.

Как определить молярную массу по понижению температуры замерзания?

Чтобы определить молярную массу по понижению температуры замерзания, мы будем следовать следующим шагам:

  1. Растворите известную массу ( w b грамм) растворенного вещества в известной массе ( w a грамм) растворителя.

  2. Моляльность м этого раствора: m = (w b * 1000) / (M b * w a ) ; где M b - неизвестная молярная масса растворенного вещества.

  3. Подставьте значение м в уравнение депрессии точки замерзания и измените порядок, чтобы получить: M b = (K f * w b * 1000) / (ΔT f * w a ) .

  4. Теперь все, что вам нужно сделать, это измерить депрессию точки замерзания ΔT f , и вы можете определить молярную массу любого растворенного вещества, используя приведенное выше уравнение.

Что такое точка замерзания воды?

по Фаренгейту, Цельсию и Кельвину. Температура замерзания воды составляет 32 градуса по Фаренгейту, 0 градусов Цельсия и 273 градуса.15 Кельвинов.

Вы знаете температуру замерзания воды? Точка замерзания такая же, как точка плавления? Вот посмотрите на температуру точки замерзания, факторы, которые на нее влияют, а также на то, совпадает ли она с точкой плавления.

Температура нормальной точки замерзания воды

Температура точки замерзания воды составляет 32 ° F, 0 ° C или 273,15 K . Обратите внимание, что у температуры Кельвина отсутствует символ градуса, потому что шкала Кельвина является абсолютной шкалой температуры.Это температура, при которой жидкая вода претерпевает фазовый переход в твердый лед при давлении в 1 атмосферу.

Разница между точкой замерзания и точкой плавления

Точка замерзания - это температура, при которой жидкость превращается в твердое тело, а точка плавления - это температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость. Для большинства практических целей две температуры одинаковы. Таким образом, температура плавления воды также составляет 32 ° F, 0 ° C или 273,15 K.

Иногда точка замерзания чистой воды может быть намного ниже, чем нормальная точка замерзания или точка плавления.Причина в том, что воду легко переохлаждать. Переохлажденная вода - это вода, в которой отсутствуют примеси, пузырьки воздуха или поверхностные дефекты, которые способствуют образованию кристаллов. Очень чистая вода в гладком контейнере может достигнуть температуры от -40 до -42 ° F (-40 ° C) до того, как она замерзнет!

Факторы, которые могут изменить точку замерзания

Если вы посмотрите на фазовую диаграмму, вы увидите, что температура точки замерзания зависит от давления. Для большинства веществ снижение давления ниже 1 атмосферы снижает точку замерзания.Однако с водой происходит обратное. Повышение давления сначала дает более низкую температуру замерзания. Причина в том, что водородная связь между молекулами воды делает жидкость более плотной, чем твердое тело, и очень стабильной. При очень низком давлении вода превращается непосредственно из водяного пара в лед, никогда не становясь жидкостью.

Температура замерзания воды зависит от ее давления. (Изображение: Cmglee, CC 3.0)

Примеси также влияют на температуру замерзания воды. Почти во всех случаях растворение вещества (например,г., сахар, соль, спирт) понижает температуру замерзания. Это называется понижением точки замерзания. Это коллигативное свойство вещества, что означает, что оно зависит от количества частиц, добавленных в воду, а не от химической природы частиц. Ученые из Университета Лидса обнаружили исключение для депрессии точки замерзания. Сульфат аммония, соль, фактически повышает температуру замерзания воды.

Частицы, не растворяющиеся в воде, например пыль или пыльца, также повышают температуру замерзания воды.Частицы действуют как точки зарождения. По сути, они дают молекулам воды точку прикрепления, чтобы начать процесс кристаллизации в лед. Горнолыжные курорты используют это свойство, чтобы делать снег при температуре выше нуля.

Ссылки

  • Atkins, P.W. (2017). Элементы физической химии . ISBN 978-0-19-879670-1.
  • Pedersen, U.R .; и другие. (Август 2016 г.). «Термодинамика замерзания и плавления». Природа Коммуникации . 7 (1): 12386. DOI: 10.1038 / ncomms12386
  • Zachariassen, K.E .; Кристиансен, Э. (декабрь 2000 г.). «Зарождение льда и антинуклеация в природе». Криобиология . 41 (4): 257–79. doi: 10.1006 / cryo.2000.228

Связанные сообщения

Замораживание и кипячение

Замораживание и кипячение

Повышение температуры кипения / точка замерзания Депрессия

Понижение давления паров вещества имеет очевидный эффект по температуре кипения; температура кипения повышается.АД увеличивается, потому что требуется больше энергии для того, чтобы давление паров растворителя достигло внешнее давление.

Логика / изображение, которое использовалось для объяснения давления пара понижение может быть использовано для объяснения изменения температуры кипения. Там меньше молекул растворителя на поверхности, способных к испарению, поэтому давление пара падает. Таким образом, температура точки кипения должен быть увеличен.

Еще одним следствием пониженного давления пара является уменьшение Точка замерзания.Для объяснения этого можно также использовать картинку.

Вместо исследования границы раздела пар-жидкость мы посмотрите на границу раздела твердое тело-жидкость.

При нормальной температуре плавления твердого тела определяется для материалов ниже 1 атм. давления как температура, при которой твердое тело находится в равновесие с жидкостью.

При температуре замерзания скорость плавления твердого вещества равна скорости замерзания жидкости A . Если растворенное вещество введена скорость плавления твердого тела не меняется, но поскольку рядом с твердым телом находится меньше молекул жидкости, скорость при замораживающая жидкость капли - ( B ) три молекулы плавятся и только один замерзает - равновесия больше нет и твердое тело тает.Чтобы восстановить равновесие, скорость, с которой твердое плавки необходимо опустить; т.е. температура должна быть понижена.


Изменение температуры замерзания и кипения равно прямо пропорционально количеству материала, растворенного в раствор

Это;

а также

Поскольку K положителен как для повышения температуры кипения, так и для депрессия точки замерзания для повышения АД и для точки замерзания депрессия должна рассчитываться иначе.

Простой способ запомнить это: для депрессии замерзания - это величина, на которую точка замерзания депрессивный (или пониженный), а для повышения точки кипения - это величина, на которую точка кипения приподнятый (или приподнятый). Если вы помните направление, то справляйтесь с знаки легко.

Важно отметить, что K b и K f являются константы для данного материала, но варьируются от материала к материал.

K f для воды - 1.86 ° C • кг • моль -1 ; тогда как, K f для бензола 5,12 ° С • кг • моль -1 .

Депрессия точки замерзания - Концепция

Понижение точки замерзания является коллигативным свойством растворов. Точки замерзания растворов ниже, чем у чистого растворителя или растворенного вещества, потому что замерзание или превращение в твердое вещество создает порядок и снижает энтропию. Растворы имеют высокую энтропию из-за смеси растворителя и растворенного вещества, поэтому требуется больше энергии, чтобы уменьшить их энтропию до той же точки.

Хорошо, имея дело с растворами, вы столкнетесь с коллигативными свойствами, и одним из коллигативных свойств, которые вы увидите, является снижение точки замерзания, и это говорит о том, что в растворе частицы растворенного вещества мешают силам притяжения в растворителе. частицы. И это предотвращает переход раствора в твердое состояние. По сути, они говорят, потому что в жидкости есть все эти дополнительные частицы для образования раствора, и это не чистый растворитель, который мешает межмолекулярным силам, которые делают ее твердым телом.Подобно водородной связи, диполь-дипольному взаимодействию и лондонским силам дисперсии, те дополнительные частицы, которые там присутствуют, как бы мешают, и они на самом деле помогают снизить температуру замерзания, чтобы получить, вытолкнуть эти частицы, чтобы это было чистый растворитель, когда он фактически заморожен.

Точка замерзания означает, что частицы больше не обладают достаточной кинетической энергией для преодоления межмолекулярных сил притяжения, поэтому, когда эти частицы присутствуют, эти силы притяжения не нужны.Так что им нужно будет просто вытолкнуть эти частицы, чтобы у них действительно присутствовали силы притяжения внутренних частиц. Итак, давайте поговорим о разных веществах и их температурах замерзания. Итак, мы говорим о воде, которая является универсальным растворителем, и мы знаем, что вода обычно замерзает при 0 градусах Цельсия при нормальной температуре замерзания. Теперь для каждого моляля вещества, которое я собираюсь поместить в эту воду в чистом веществе, фактически понижается температура до точки замерзания на 1.86 градусов по Цельсию.

Бензол замерзает при 5,5 градусах Цельсия намного выше, чем вода, и на каждый моль вещества, который у вас есть на килограмм раствора, температура кипения упадет еще на 5,12 градуса Цельсия и так далее, и тому подобное. Итак, если вы посмотрите на это, это очень похоже на повышение точки кипения, но эта формула набора точно такая же, но есть некоторые небольшие отличия. Таким образом, изменение температуры точки замерзания равно константе, которую мы обсуждали, временное сходство этого решения, с которым мы имеем дело, время - это коэффициент Бен-Хоффа, а коэффициент Бен-Хоффа - это то, насколько на самом деле частица разделяется в решение.Итак, мы говорим об ионных соединениях, они разделяются на раствор в зависимости от того, сколько в них частиц или сколько ионов в нем, но молекулярные соединения этого не делают. Итак, давайте действительно применим это к действию.

Хорошо, а какая температура замерзания 0,029 моляля водного раствора NaCl, чтобы мы знали, что это водный раствор, а водный раствор говорит нам, что нашим растворителем является вода. Итак, мы собираемся сказать, что наша дельта T при изменении температуры до точки замерзания будет равна постоянной воды, равной 1.86 градусов Цельсия на каждый коренной зуб. И молярный раствор 0,029, и поскольку это NaCl, я знаю, что он ионный, на каждый моляль он фактически разделится на 2 вещества: Na плюс и Cl минус. На самом деле мы умножаем это на 2, у нас есть вещества, когда они находятся в растворе. Итак, когда вы умножаете все это вместе, вы получаете 0,11 градуса по Цельсию, и мы собираемся сказать, что наша исходная точка замерзания равна 0, она будет ниже на 0,11, и поэтому наша новая точка замерзания составляет 0,11 градуса по Цельсию, потому что она упала настолько сильно.Так что нам действительно нравится говорить о том, когда вы думаете о том, когда на улице идет снег, и о том, почему вы кладете соль на дороги, на дорогах даже нет соли, которая на самом деле снижает температуру замерзания, поэтому листов не будет льда по дороге, по дорогам или тротуарам. Вот почему они используют соль, и на самом деле они обычно используют хлорид кальция, который на самом деле лучше хлорида натрия, потому что он фактически распадается на 3 частицы, поэтому температура замерзания у него падает в 3 раза больше, чем у другого растворенного вещества.Итак, это пример депрессии точки завивки.

Температура замерзания - MCAT Physical

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту. Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса - изображению, ссылке, тексту и т. д. - относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

влияние растворенных веществ и давления

Понижение точки замерзания - это снижение равновесной точки замерзания. или температура плавления растворенных веществ в жидкой фазе.Растворы в жидкая фаза также повышает температуру равновесного кипения. Давление также влияет на температуру замерзания (немного) и температуру кипения (сильно).

Эта страница дает простое, нематематическое объяснение всех этих эффекты. Хотя явления носят более общий характер, в качестве знакомый пример, из-за вопросов типа:

  • Что происходит при кипении и замерзании, когда вы добавляете растворенные вещества (например, сахар или соль) к воде?
  • Зачем солят дороги, когда идет снег?
  • Как работает антифриз?
  • Как живые ткани могут выдерживать отрицательные температуры?
  • Можно ли заварить хороший чай на вершине горы?
  • Работают ли коньки за счет снижения температуры таяния льда?
(Для тех, кто ищет формального лечения, эти эффекты анализируются в стандартных курсах физики второго года обучения под заголовками фазовые равновесия и уравнение Клаузиуса-Клапейрона, которое мы цитируем здесь без вывода.)

Почему вещества плавятся и закипают?

Чтобы немного упростить, Температура - это мера того, сколько энергии находится в молекулярном движении. Для начала рассмотрим воду. Когда вода молекулы достаточно холодные, у них мало тепловой энергии, поэтому они не слишком много толкаться. Следовательно, они могут собираться вместе в очень организованная структура, называемая ледяной. При достаточно высоких температурах у них так много энергии, чтобы они могли избежать притяжения своих соседей.Так они образуют пар, в котором молекулы летают повсюду в очень беспорядочный способ. При средних температурах это означает, что молекулы иметь умеренное количество энергии (и если давление высокое достаточно *) они образуют жидкую воду. Здесь у молекул достаточно энергии чтобы передвигаться, но этого недостаточно, чтобы полностью сбежать от соседей. Молекулы в жидкой воде более упорядочены, чем в паре, но менее упорядочены. чем лед.(В качестве примера порядка в жидкости мы можем заметить, что центр каждой молекулы находится примерно на один диаметр молекулы от центра его ближайшие соседи.)

Почему изменение так внезапно? При атмосферном давлении вода тает при 0 ° C и закипает при 100 ° C. От чего зависит температура плавления и кипения точка?

Ответ - это компромисс между молекулярной энергией (которую мы замечаем как температура) и молекулярный порядок: разница между очень организованная структура во льду, достаточно плотная упаковка в жидкой воде и почти полная дезорганизация в паре.При 0 ° C и 100 ° C порядок эффект и энергетический эффект точно сбалансированы, поэтому лед и вода сосуществуют при 0 ° C, вода и пар сосуществуют при 100 ° C (при атмосферном давление).

    Кристаллическую структуру льда довольно сложно показать двумя способами. размеры, поэтому на рисунках ниже схематично показано более простое кристаллическая, жидкая и паровая фаза. Узорчатые круги представляют упрощенно вещество, в плавлении и испарении которого мы находимся интересно.Цветные кружки представляют собой молекулы воздуха, которые в основном азот. Черные круги (следующий рисунок) представляют растворенные вещества. Эскизы выполнены не в масштабе.

Влияние растворенных веществ

Что произойдет, если вместо чистого жидкая вода, в воду добавляем соль или сахар? Другими словами, что если наша жидкая фаза - это раствор? Это делает жидкое состояние менее организован, потому что молекулы сахара или ионы соли могут свободно перемещаться почти случайно.Таким образом, молекулы жидкой воды более неупорядочены (менее регламентировано) в растворе. Лед и пар остаются нетронутыми, однако: сахар и соль почти не растворяются во льду, и они не испаряется около 100 ° C.

Как это влияет на компромисс между молекулярной энергией и молекулярный порядок? Прирост беспорядка от испарения теперь меньше, потому что жидкая вода в растворе более неупорядочена. Энергетический эффект почти не изменился, поэтому энергетический эффект теперь преобладает над немного большим диапазон: молекулы воды в растворе должны иметь немного больше энергии (немного более высокой температуры), чтобы эти два эффекта были в балансе.Таким образом, температура кипения раствора выше.

И наоборот, когда мы смотрим на плавление, эффект беспорядка больше для раствор: при растворении молекулы воды уходят с порядок кристаллического льда в еще более неупорядоченное состояние, чем чистый жидкость. Таким образом, эффект беспорядка может преобладать даже при более низких температурах. Так температура замерзания раствора ниже.

Я упомянул выше равновесные температуры замерзания и кипения.Время объяснять. Представьте себе лед, плавающий в чистой воде при 0C. Если добавить немного тепла, немного льда растает. Уберите немного огня, и вода замерзнет. Мы называем это равновесной температурой замерзания: 0C для воды. Однако, когда охлаждают достаточно чистую воду, она обычно охлаждается на несколько градусов ниже 0C, мы говорим, что она переохлаждена на несколько градусов до появления первого кристалла льда. Затем этот ледяной кристалл быстро расширяется, отдавая скрытое тепло, которое нагревает близлежащую воду примерно до 0C. Подробнее о переохлаждении и перегреве ниже.

Водный раствор имеет более высокую температуру кипения и более низкую температуру замерзания. точка, чем чистая вода.

Если раствор не слишком концентрированный, эти два эффекта примерно не зависят от растворенного Вещество: молекула сахара оказывает такое же действие, как ион соли. Так, при условии, что вы не забываете считать каждый ион отдельно, эффект концентрация на повышении точки кипения или понижении точки замерзания составляет примерно то же самое для всех мелких растворенных веществ в воде.(Макромолекулы, такие как полимеры ведут себя по-разному, потому что у них много соседнего растворителя молекулы, и поэтому влияют на растворитель гораздо больше, чем простые растворенные вещества.)

Антифриз. Итак, можно было ожидать, что антифриз в радиатор не только предотвращает замерзание, но и предотвращает закипание. Однако на самом деле ситуация сложнее: антифриз имеет Недостаток в том, что он не так хорошо переносит тепло, как вода.Этиленгликоль - один из антифризов. Соль используется для растапливания снега и льда на дороги в холодных странах, но не используется в радиаторах, потому что это вызывает коррозию и легко кристаллизуется. Сахар не используется в некоторых применения, потому что концентрированные сахарные растворы вязкие, и потому что они поддерживают ошибки. Однако многие организмы используют сахар и другие небольшие органические молекулы в качестве антифриза. См. Криобиологию.

Интересное наблюдение: концентрация растворенных веществ в крови ниже, чем в морской воде, поэтому равновесная температура замерзания крови обычно выше, чем у морской воды.Следовательно, некоторые арктические и антарктические рыбы живут при температурах ниже равновесной температуры замерзания нормальной крови. Биоантифриз в их крови - это белок, который работает иначе, чем антифриз, используемый в автомобильных радиаторах: белок антифриза связывается с замерзающими ядрами и, таким образом, позволяет крови оставаться переохлажденной.

Влияние давления

Обратите внимание, что выше я включил оговорку «при атмосферном давлении» несколько раз.Причина, по которой давление важно то, что в паровой фазе определенное количество вещества занимает гораздо больший объем, чем в жидком виде. Часть энергии требуется для испарения, он направлен на то, чтобы «вытолкнуть воздух из пути», чтобы освободите место для испарившегося количества. (Объем проделанной работы равен произведение давления P на изменение объема ΔV. Технически там представляет собой член PΔV в скрытой теплоте.) Таким образом, при низком давлении легче образуют паровую фазу и поэтому температура кипения ниже.Зависимость температура перехода при давлении - это эффект Клаузиуса-Клапейрона. (Опять же, немного технически, отметим, что этот эффект включает в себя энергию - работа, выполняемая при вытеснении воздуха, тогда как эффект растворенного вещества включает энтропия - разупорядочение жидкой фазы.)

Вода сильно расширяется при кипении: один килограмм воды равен одному литру. жидкой воды, но при атмосферном давлении становится около 1700 литров пара. давление.Это означает, что даже небольшое увеличение высоты может ощутимо снизить температуру кипения. Некоторые люди жалуются, что это влияет приготовление и даже вкус чая на высоте.

Верно и то, что давление изменяет температуру плавления. Тем не мение, потому что объем, занимаемый килограммом жидкости, не сильно отличается от того, что занимает килограмм твердого тела, этот эффект очень мал если только давление не очень велико.Для большинства веществ замораживание точка поднимается, хотя и очень незначительно, при увеличении давления.

Вода - одно из очень редких веществ, расширяющихся при замерзании. (поэтому лед плавает). Следовательно, его температура плавления очень незначительно падает, если давление увеличивается.

    Меня спросили: понижается ли температура замерзания? давлением объясните низкое трение под коньком? Я пишу это в Сиднее, так что вы можете правильно догадаться, что я не очень разбираюсь в фигурном катании, но давайте попробуем быть количественными.Уравнение Клаузиуса-Клапейрона говорит, что отношение изменения давления к изменению удельного объема скрытая теплота фазового перехода равна отношению изменения температура перехода к (абсолютной) температуре плавления или кипения. Часто его записывают как dP / dT = L / T * Δv. (Как мы могли бы предположить из соображений размеров - то есть просто написать уравнение, включающее соответствующие параметры, чтобы единицы измерения были правильными.)

    Вес фигуриста составляет, скажем, 1 кН. Я не фигурист, но давайте начнем с оценки площади контакта конька со льдом, скажем, 100 мм 2 . (Значение зависит от того, насколько далеко конек врезается в лед. Допустим, длина 200 мм на ширину 0,5 мм: фигуристы, это разумно?) Таким образом, с этим значением давление увеличивается на (1 кН) / 100 мм 2 = 10 МПа или 100 атмосфер. Кг воды (один литр) замерзает, чтобы дать около 1,1 литра льда, поэтому изменение удельного объема примерно 10 -4 м 3 кг -1 .Скрытое тепло плавление льда 330 кДж.кг -1 . Итак, пропорциональное изменение по температуре (10 МПа) (10 -4 м 3 кг -1 ) / (330 кДж.кг -1 ), что составляет 0,3%. Умножьте это на температуру плавления льда (273 K). и для этой области мы получаем оценку изменения температуры примерно на 1 K = 1 ° C. Итак, с эти значения, расчет предполагает, что давление конька снизит температуру таяния льда примерно на 1 ° С.Итак, с этой оценкой площади и, если это было причиной скользкости, лед кататься можно будет только при температуре всего один или несколько градусов ниже нуля. По наблюдениям, кататься на коньках по льду можно в гораздо более низкие температуры, чем эта. Чтобы утверждать, что понижение точки замерзания работает, скажем, на 10 ° C, нам понадобится область контакта конька около 10 мм 2 или менее. Если бы только острые кромки соприкасались со льдом, это могло бы быть возможным, но мне это кажется очень низким, потому что давление на лед было бы 100 МПа или 1000 атмосфер, и с этим напряжением я бы ожидал, что кромки разрезать лед и увеличить площадь соприкосновения.(Опять же, я прошу совета по этому поводу у фигуристов, и желательно у физиков, которые тоже фигуристы.)

    Если отбросить эффект Клаузиуса-Клапейрона и в условиях лишь небольшого приложенного давления, мы ожидаем, что поверхность льда уже несколько скользкий. На поверхности льда молекулы воды имеют возможности только для водорода. узы со своими соседями, так сказать, «с одной стороны». Следовательно, их энергия не так низко, как у насыпного льда.Таким образом, в состоянии равновесия они должны иметь более высокий энтропия. Таким образом, даже при отрицательных температурах лед должен иметь на поверхности тонкий водоподобный слой, который ожидается, что толщина будет увеличиваться при температурах, близких к температуре плавления. [ ПС. Спустя несколько лет после того, как я написал это, я рад сообщить, что недавнее научное исследование поддерживает идею о том, что поверхностный слой льда делает его скользким, а не депрессией точки замерзания. ]

    Сопоставимый расчет для изменения точки кипения немного больше сложный.Скрытая теплота в этом случае больше (2,3 МДж -1 ), но изменение удельного объема значительно больше (обычно в несколько раз 10 -2 м 3 кг -1 ). Итак, изменения в высота может изменить температуру кипения, а подъем в гору может уменьшите его на несколько градусов.

Когда температура кипения и температура замерзания равный? Что тогда происходит?

Для всех веществ при понижении давления кипение температура падает намного быстрее, чем температура замерзания.(Для воды температура замерзания немного повышается при низком давлении.) Отсюда очевидный вопрос: температура кипения и замерзания температура когда-либо равнялась?

Ответ - да. При низком давлении 611 Па (всего 0,006 раза атмосферное давление), чистая вода кипит при 0,01 ° C, а также замерзает при 0,01 ° C. Комбинация условий (P, T) = (611 Па, 0,01 ° C) называется тройной точкой вода , потому что при таком давлении и температуре лед, жидкая вода и пар может сосуществовать в равновесии.Эта точка используется для определения нашего масштаба температуры: по определению тройная точка воды находится в 273,16 К, где К - градус Кельвина. 273,16 К = 0,01 ° С

* Это объясняет, почему выше я написал, что жидкая вода существует только в том случае, если давление достаточно высокое. При давлениях ниже 611 Па всего две фазы, и лед возгоняется, образуя пар напрямую, без прохождения через жидкую фазу. (В этом контексте обратное "возвышенному" не, как можно было бы надеяться, «высмеивать».При низком давлении пар конденсируется, образуя лед.)

Самый быстрый словарь в мире: Vocabulary.com

  • точка замерзания температура, ниже которой жидкость превращается в твердое тело

  • предел разрыва степень напряжения или напряжения, при котором что-то ломается

  • поворотный момент событие, знаменующее уникальное или важное историческое изменение курса или событие, от которого зависят важные события

  • точка сбора точка или принцип, по которому разрозненные или противостоящие группы могут объединиться

  • точка схода точка, за которой что-то исчезает или перестает существовать

  • точка плавления температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость

  • процентный пункт точка слева от десятичной дроби

  • замораживающая смесь смесь веществ (обычно соли и льда) для получения температуры ниже точки замерзания воды

  • пункт продажи характеристика того, что выставляется на продажу, что делает его привлекательным для потенциальных клиентов

  • точка кипения температура, при которой жидкость кипит на уровне моря

  • контрольная точка индикатор, который ориентирует вас в целом

  • начальная точка самая ранняя предельная точка

  • конкретный случай пример, который используется для обоснования аналогичных событий в более позднее время

  • каменная точка точка, в которой возникает тупиковая ситуация на пути к соглашению или цели

  • пастбища Поле, покрытое травой или травой и пригодное для выпаса скота

  • конечная точка конечная или последняя предельная точка

  • замораживание Отвод тепла для преобразования чего-либо из жидкого в твердое

  • тезис для разговора особенно убедительный тезис, помогающий поддержать аргумент или обсуждение

  • Точка промерзания: Глубина промерзания грунта по регионам России
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Scroll to top