Temperatura din interiorul Pământului. Determinarea temperaturii în învelișurile Pământului se bazează pe diverse date, adesea indirecte. Cele mai fiabile date de temperatură se referă la vârf crustă, deschis de mine și foraje la o adâncime de maxim 12 km (fântâna Kola).
Se numește creșterea temperaturii în grade Celsius pe unitatea de adâncime gradient geotermal,și adâncimea în metri, timp în care temperatura crește cu 1 0 С - pas geotermal. Gradientul geotermal și, în consecință, stadiul geotermal variază de la un loc la altul în funcție de conditii geologice, activitate endogenă în diferite regiuni, precum și conductivitate termică neomogenă stânci... În același timp, conform lui B. Gutenberg, limitele fluctuațiilor diferă de peste 25 de ori. Un exemplu în acest sens sunt două pante puternic diferite: 1) 150 o pe 1 km în Oregon (SUA), 2) 6 o pe 1 km este înregistrat în Africa de Sud... Conform acestor gradienți geotermici, treapta geotermală se modifică de la 6,67 m în primul caz la 167 m în al doilea. Cele mai frecvente fluctuații ale gradientului sunt în intervalul 20-50 o, iar treapta geotermală -15-45 m. Gradientul geotermal mediu a fost luat de mult la 30 o C la 1 km.
Potrivit lui VN Zharkov, gradientul geotermal de lângă suprafața Pământului este estimat la 20 o C la 1 km. Dacă pornim de la aceste două valori ale gradientului geotermal și invariabilitatea acestuia adânc în Pământ, atunci la o adâncime de 100 km ar fi trebuit să existe o temperatură de 3000 sau 2000 o C. Cu toate acestea, aceasta este în contradicție cu actuala date. La aceste adâncimi apar periodic camerele de magmă, din care lava curge la suprafață, care are temperatura maxima 1200-1250 o. Luând în considerare acest „termometru” deosebit, un număr de autori (V. A. Lyubimov, V. A. Magnitsky) consideră că la o adâncime de 100 km temperatura nu poate depăși 1300-1500 o С.
La temperaturi mai ridicate, rocile de manta ar fi complet topite, ceea ce contrazice trecerea liberă a undelor seismice de forfecare. Astfel, gradientul geotermal mediu este urmărit doar la o anumită adâncime relativ mică de la suprafață (20-30 km), iar apoi ar trebui să scadă. Dar chiar și în acest caz, în același loc, schimbarea temperaturii cu adâncimea este neuniformă. Acest lucru poate fi văzut în exemplul schimbărilor de temperatură odată cu adâncimea Kola bine situat în cadrul scutului cristalin stabil al platformei. Când a fost pusă această fântână, s-a calculat un gradient geotermal de 10 o la 1 km și, prin urmare, la adâncimea de proiectare (15 km), era de așteptat o temperatură de aproximativ 150 o C. Totuși, un astfel de gradient a fost doar până la un adâncimea de 3 km, iar apoi a început să crească de 1,5 -2,0 ori. La o adâncime de 7 km, temperatura a fost de 120 o С, la 10 km -180 o С, la 12 km -220 o С. Se presupune că la adâncimea de proiectare temperatura va fi aproape de 280 o С. Marea Caspică regiune, în regiunea unui regim endogen mai activ. În ea, la o adâncime de 500 m, temperatura s-a dovedit a fi de 42,2 o C, la 1500 m - 69,9 o C, la 2000 m - 80,4 o C, la 3000 m - 108,3 o C.
Care este temperatura în zonele profunde ale mantalei și miezului Pământului? S-au obținut date mai mult sau mai puțin sigure despre temperatura bazei stratului B al mantalei superioare (vezi Fig. 1.6). Potrivit lui VN Zharkov, „studiile detaliate ale diagramei de fază Mg 2 SiO 4 - Fe 2 SiO 4 au făcut posibilă determinarea temperaturii de referință la o adâncime corespunzătoare zonei de tranziție a primei faze (400 km)” (adică, tranziția de olivină la spinel). Temperatura de aici, ca rezultat al acestor studii, este de aproximativ 1600 50 o C.
Problema distribuției temperaturilor în mantaua de sub stratul B și în miezul Pământului nu a fost încă rezolvată și, prin urmare, sunt exprimate idei diferite. Se poate presupune doar că temperatura crește odată cu adâncimea cu o scădere semnificativă a gradientului geotermal și o creștere a treptei geotermale. Se presupune că temperatura în nucleul Pământului este în intervalul 4000-5000 o C.
In medie compoziție chimică Pământ. Pentru a judeca compoziția chimică a Pământului, se folosesc date despre meteoriți, care sunt cele mai probabile mostre de material protoplanetar din care s-au format planetele. grup terestruși asteroizi. Până acum, mulți dintre cei căzuți pe Pământ în timpuri diferite si in locuri diferite meteoriți. În funcție de compoziția lor, există trei tipuri de meteoriți: 1) fier, constând în principal din fier nichel (90-91% Fe), cu o cantitate mică de fosfor și cobalt; 2) piatra de fier(sideroliți), constând din minerale de fier și silicați; 3) piatră, sau aeroliți, constând în principal din silicaţi fero-magneziani şi incluziuni de nichel-fier.
Cei mai răspândiți sunt meteoriții de piatră - aproximativ 92,7% din toate descoperirile, piatra de fier 1,3% și fierul 5,6%. Meteoriții de piatră se împart în două grupe: a) condrite cu granule mici rotunjite - condrule (90%); b) acondrite care nu contin condrule. Compoziția meteoriților pietroși este apropiată de cea a rocilor magmatice ultrabazice. Potrivit lui M. Bott, ele conțin aproximativ 12% din faza fier-nichel.
Pe baza analizei compoziției diverșilor meteoriți, precum și a datelor experimentale geochimice și geofizice obținute, un număr de cercetători oferă evaluare modernă compoziția elementară brută a Pământului, prezentată în tabel. 1.3.
După cum se poate observa din datele din tabel, distribuția crescută se referă la cele mai importante patru elemente - O, Fe, Si, Mg, reprezentând peste 91%. Grupul de elemente mai puțin comune include Ni, S, Ca, A1. Elementele rămase sistem periodic Mendeleev la scară globală în ceea ce privește distribuția generală au o importanță secundară. Dacă comparăm datele date cu compoziția scoarței terestre, atunci putem observa clar o diferență semnificativă, constând într-o scădere bruscă a O, A1, Si și o creștere semnificativă a Fe, Mg și apariția în cantități vizibile de S. și Ni.
Figura pământului se numește geoid. Structura profundă a Pământului este judecată de undele seismice longitudinale și transversale, care, propagăndu-se în interiorul Pământului, experimentează refracția, reflexia și atenuarea, ceea ce indică stratificarea Pământului. Există trei domenii principale:
Scoarta terestra;
mantaua: sus până la o adâncime de 900 km, mai jos până la o adâncime de 2900 km;
Miezul Pământului este extern la o adâncime de 5120 km, iar interior la o adâncime de 6371 km.
Căldura internă a Pământului este asociată cu dezintegrarea elementelor radioactive - uraniu, toriu, potasiu, rubidiu etc. Fluxul mediu de căldură este de 1,4-1,5 µcal/cm2. s.
1. Care este forma și dimensiunea Pământului?
2. Care sunt metodele de studiu a structurii interne a Pământului?
3. Care este structura internă a Pământului?
4. Ce secțiuni seismice de ordinul întâi se disting clar atunci când se analizează structura Pământului?
5. Cu ce limite corespund secțiunile lui Mohorovichich și Gutenberg?
6. Ce densitate medie Pământul și cum se schimbă la granița mantalei și a miezului?
7. Cum se modifică fluxul de căldură în diferite zone? Cum se înțelege schimbarea gradientului geotermal și a treptei geotermale?
8. Ce date sunt folosite pentru a determina compoziția chimică medie a Pământului?
Literatură
-
G.V. Voitkevici Fundamentele teoriei originii Pământului. M., 1988.
-
Zharkov V.N. Structura interna Pământul și planetele. M., 1978.
-
Magnitsky V.A. Structura internă și fizica Pământului. M., 1965.
-
eseuri planetologie comparată. M., 1981.
-
Ringwood A.E. Compoziția și originea Pământului. M., 1981.
Ei bine, cine nu vrea sa-si incalzeasca casa gratis, mai ales in perioada de criza, cand fiecare banut conteaza.
Am atins deja subiectul cum este rândul contradictoriului tehnologii de încălzire a caselor cu energie din pământ (încălzire geotermală).
La o adâncime de aproximativ 15 metri, temperatura pământului este de aproximativ 10 grade Celsius. La fiecare 33 de metri, temperatura crește cu un grad. Drept urmare, pentru a încălzi gratuit o casă, aproximativ 100 m2, este suficient să forați o sondă de aproximativ 600 de metri și să obțineți 22 de grade de căldură pe tot parcursul vieții!
În teorie, sistemul de încălzire gratuită din energia pământului este destul de simplu. Apa rece este pompată în fântână, care se încălzește până la 22 de grade și, conform legilor fizicii, cu puțin ajutor de la o pompă (400-600 wați) se ridică prin țevi izolate în casă.
Dezavantajele utilizării energiei terenului pentru încălzirea unei case private:
- Să aruncăm o privire mai atentă asupra costurilor financiare ale creării unui astfel de sistem de încălzire. cost mediu 1 metru de foraj de puț înseamnă aproximativ 3000 de ruble. Adâncimea totală de 600 de metri va costa 1.800.000 de ruble. Și asta este doar foraj! Fără instalarea de echipamente pentru pomparea și ridicarea lichidului de răcire.
- V regiuni diferite Rusia are propriile sale caracteristici de sol. În unele locuri, forarea unui puț de 50 de metri nu este o sarcină ușoară. Sunt necesare carcasă întărită, armare a arborelui etc.
- Izolarea puțului unei mine la o asemenea adâncime este practic imposibilă. Rezultă că apa nu se va ridica la o temperatură de 22 de grade.
- Pentru forarea unei sonde de 600 de metri este nevoie de autorizatie;
- Sa zicem ca intra in casa apa incalzita la 22 de grade. Întrebarea este cum să „eliminăm” complet toată energia pământului din purtător? Maxim, la trecerea prin conducte într-o casă caldă, scade la 15 grade. Astfel, este nevoie de o pompă puternică, care să conducă apa de zece ori mai mult de la o adâncime de 600 de metri pentru a obține măcar un anumit efect. Aici setăm un consum de energie care nu este comparabil cu economiile.
La o adâncime de aproximativ 15 metri, temperatura pământului este de aproximativ 10 grade Celsius
Rezultă o concluzie logică că este departe de încălzirea gratuită a unei case cu energia pământului pe care și-o poate permite doar o persoană care este departe de a fi săracă, care nu are nevoie în mod special de economii la încălzire. Desigur, putem spune că această tehnologie va servi sute de ani atât pentru copii, cât și pentru nepoți, dar toate acestea sunt fantezie.
Un idealist va spune că construiește o casă de secole, iar un realist se va baza întotdeauna pe o componentă de investiție - construiesc pentru mine, dar o voi vinde oricând. Nu este un fapt că copiii vor fi atașați de această casă și nu vor dori să o vândă.
Energia pământului pentru încălzirea unei case este eficientă în următoarele regiuni:
În Caucaz, există exemple de operare a puțurilor cu apă minerală auto-curgător afară, cu o temperatură de 45 de grade, ținând cont de o temperatură adâncă de aproximativ 90 de grade.
În Kamchatka, utilizarea izvoarelor geotermale cu o temperatură de ieșire de aproximativ 100 de grade este cea mai mare. cea mai bună opțiune folosind energia pământului pentru a încălzi casa.
Tehnologia se dezvoltă într-un ritm frenetic. Eficiența sistemelor clasice de încălzire crește în fața ochilor noștri. Fără îndoială, încălzirea casei cu energia pământului va deveni mai puțin costisitoare.
Video: Încălzire geotermală. Energia pământului.
Ar putea părea o fantezie dacă nu ar fi adevărat. Se pare că, în condițiile dure din Siberia, puteți obține căldură direct de la sol. Primele obiecte cu sisteme de încălzire geotermală au apărut în regiunea Tomsk anul trecut și, deși permit reducerea costului căldurii în comparație cu sursele tradiționale de aproximativ patru ori, încă nu există circulație în masă „subterană”. Dar tendința este vizibilă și, cel mai important, câștigă amploare. De fapt, acesta este cel mai accesibil sursă alternativă energie pentru Siberia, unde nu își pot arăta întotdeauna eficacitatea, de exemplu, panouri solare sau generatoare eoliene. Energie geotermală, de fapt, doar zace sub picioarele noastre.
„Adâncimea înghețului solului este de 2–2,5 metri. Temperatura pământului sub acest semn rămâne aceeași atât iarna, cât și vara, în intervalul de la plus unu la plus cinci grade Celsius. Funcționarea pompei de căldură se bazează pe această proprietate, - spune inginerul energetic al Departamentului de Educație al Administrației Districtului Tomsk. Roman Alekseenko... - Țevile comunicante sunt îngropate în conturul pământului la o adâncime de 2,5 metri, la o distanță de aproximativ un metru și jumătate una de cealaltă. Lichidul de răcire circulă în sistemul de conducte - etilenglicol. Un circuit de pământ orizontal extern comunică cu o unitate frigorifică, în care circulă un agent frigorific - freon, un gaz cu punct de fierbere scăzut. La plus trei grade Celsius, acest gaz începe să fiarbă, iar când compresorul comprimă brusc gazul care fierbe, temperatura acestuia din urmă crește la plus 50 de grade Celsius. Gazul încălzit este direcționat către un schimbător de căldură în care circulă apă distilată obișnuită. Lichidul se încălzește și transportă căldură în tot sistemul de încălzire prin pardoseală.”
Fizică pură și fără miracole
O grădiniță dotată cu un sistem modern de încălzire geotermal danez a fost deschisă în satul Turuntaevo de lângă Tomsk vara trecută. Potrivit directorului companiei din Tomsk „Ecoclimate” George Granin, sistemul eficient energetic a făcut posibilă reducerea de mai multe ori a plății pentru furnizarea de căldură. Timp de opt ani, această întreprindere Tomsk a echipat deja aproximativ două sute de obiecte în diferite regiuni ale Rusiei cu sisteme de încălzire geotermală și continuă să facă acest lucru în regiunea Tomsk. Deci nu există nicio îndoială cu privire la cuvintele lui Granin. Cu un an înainte de deschiderea grădiniței din Turuntaevo, „Ecoclimate” dotată cu un sistem de încălzire geotermal, care a costat 13 milioane de ruble, un alt Grădiniţă « Iepuraș însorit„În microdistrictul Tomsk” Zelenye Gorki “. De fapt, aceasta a fost prima experiență de acest fel. Și s-a dovedit a avea destul de mult succes.
În 2012, în timpul unei vizite în Danemarca organizată în cadrul programului Euro Info al Centrului de Corespondență (regiunea EICC-Tomsk), compania a reușit să convină asupra cooperării cu compania daneză Danfoss. Și astăzi echipamentul danez ajută la extragerea căldurii din subsolul Tomsk și, așa cum spun experții fără o modestie nejustificată, se dovedește destul de eficient. Principalul indicator al eficienței este economia. „Sistemul de încălzire al unei grădinițe în suprafață de 250 metri patratiîn Turuntaevo a costat 1,9 milioane de ruble, spune Granin. „Și taxa de încălzire este de 20-25 de mii de ruble pe an.” Această sumă este incomparabilă cu ceea ce ar plăti o grădiniță pentru căldură folosind surse tradiționale.
Sistemul a funcționat fără probleme în condițiile iernii siberiei. S-a făcut un calcul pentru conformitatea echipamentelor de încălzire cu standardele SanPiN, conform cărora trebuie să mențină o temperatură în clădirea grădiniței nu mai mică de + 19 ° C la o temperatură a aerului exterior de -40 ° C. În total, aproximativ patru milioane de ruble au fost cheltuite pentru reamenajarea, repararea și reechiparea clădirii. Împreună cu pompa de căldură, suma a fost puțin sub șase milioane. Datorită pompelor de căldură astăzi, încălzirea grădiniței este complet izolată și sistem independent... Acum nu exista calorifere traditionale in cladire, iar incalzirea incintei se realizeaza cu ajutorul sistemului „pardoseala calda”.
Grădinița Turuntaevsky este izolată, după cum se spune, „de la” și „până la” - clădirea este echipată cu izolație termică suplimentară: deasupra peretelui existent (trei cărămizi grosime), este instalat un strat de izolație de 10 centimetri, echivalent cu două sau trei cărămizi. Există un spațiu de aer în spatele izolației, urmat de siding metalic. Acoperișul este izolat în același mod. Accentul principal al constructorilor a fost pe „podeaua caldă” - sistemul de încălzire al clădirii. Au rezultat mai multe straturi: o podea de beton, un strat de spumă gros de 50 mm, un sistem de țevi în care circulă apa fierbinteși linoleum. Deși temperatura apei în schimbătorul de căldură poate ajunge la + 50 ° C, încălzirea maximă a pardoselii efective nu depășește + 30 ° C. Temperatura reală a fiecărei încăperi poate fi reglată manual - senzorii automati vă permit să setați temperatura podelei în așa fel încât camera de grădiniță să se încălzească la standardele sanitare cerute.
Puterea pompei în grădinița Turuntaevsky este de 40 kW de energie termică generată, pentru producerea căreia pompa de căldură necesită 10 kW de energie electrică. Astfel, de la 1 kW de consumat energie electrica pompa de caldura produce caldura de 4 kW. „Ne-a fost puțin frică de iarnă - nu știam cum se vor comporta pompele de căldură. Dar chiar și în foarte rece la grădiniță a fost constant cald - de la plus 18 la 23 de grade Celsius, - spune directorul Turuntaevskaya liceu Evgheni Belonogov... - Desigur, aici merită să luați în considerare faptul că clădirea în sine a fost bine izolată. Echipamentul este nepretențios la întreținere și, în ciuda faptului că aceasta este o dezvoltare occidentală, în condițiile noastre dure din Siberia s-a dovedit a fi destul de eficient. ”
Un proiect cuprinzător pentru schimbul de experiență în domeniul conservării resurselor a fost implementat de către Regiunea EICC-Tomsk a Camerei de Comerț și Industrie Tomsk. La ea au participat întreprinderi mici și mijlocii care dezvoltă și implementează tehnologii care economisesc resursele. În mai anul trecut, în cadrul proiectului ruso-danez, experții danezi au vizitat Tomsk, iar rezultatul a fost, după cum se spune, evident.
Inovația vine la școală
Școală nouă în satul Vershinino, regiunea Tomsk, construită de un fermier Mihail Kolpakov, este al treilea obiect din regiune care folosește căldura pământului ca sursă de căldură pentru încălzire și alimentare cu apă caldă. Școala este și unică pentru că are cea mai mare categorie de eficiență energetică – „A”. Sistemul de incalzire a fost proiectat si lansat de aceeasi firma „Ecoclimate”.
„Când decidem ce fel de încălzire să facem în școală, aveam mai multe opțiuni - o boiler pe cărbune și pompe de căldură”, spune Mikhail Kolpakov. - Am studiat experiența unei grădinițe eficiente din punct de vedere energetic din Zelenye Gorki și am calculat că încălzirea de modă veche, folosind cărbune, ne-ar costa peste 1,2 milioane de ruble pe iarnă și avem nevoie și de apă caldă. Iar cu pompele de căldură, costurile vor fi de aproximativ 170 de mii pentru tot anul, împreună cu apa caldă.”
Sistemul are nevoie doar de energie electrică pentru a genera căldură. Consumând 1 kW de energie electrică, pompele de căldură din școală generează aproximativ 7 kW de energie termică. În plus, spre deosebire de cărbune și gaz, căldura pământului este o sursă de energie autoregenerabilă. Instalare moderne sistem de incalzireșcoala a costat aproximativ 10 milioane de ruble. Pentru aceasta, pe terenul școlii au fost forate 28 de puțuri.
„Aritmetica este simplă aici. Am calculat că întreținerea unei case de cazane pe cărbune, ținând cont de salariul focarului și de costul combustibilului, ar costa mai mult de un milion de ruble pe an, - spune șeful departamentului de educație. Serghei Efimov... - Când utilizați pompe de căldură, va trebui să plătiți aproximativ cincisprezece mii de ruble pe lună pentru toate resursele. Avantajele incontestabile ale utilizării pompelor de căldură sunt eficiența acestora și respectarea mediului. Sistemul de alimentare cu căldură vă permite să reglați furnizarea de căldură în funcție de vremea de afară, ceea ce exclude așa-numita „subinundare” sau „supraîncălzire” a încăperii. "
De calcule preliminare, echipamentele daneze scumpe se vor amortiza în patru până la cinci ani. Durata de viață a pompelor de căldură Danfoss cu care lucrează Ecoclimate LLC este de 50 de ani. Primind informații despre temperatura aerului de afară, computerul stabilește când să încălziți școala și când nu se poate face. Prin urmare, problema datei pornirii și opririi încălzirii dispare cu totul. Indiferent de vremea din afara ferestrelor din interiorul școlii, climatizarea va funcționa întotdeauna pentru copii.
„Când anul trecut o urgență și ambasador plenipotențiar Regatul Danemarcei și a vizitat grădinița noastră din Zelenye Gorki, a fost plăcut surprins că tehnologiile care sunt considerate inovatoare chiar și în Copenhaga sunt aplicate și funcționează în regiunea Tomsk, - spune Director comercial firma „Ecoclimat” Alexandru Granin.
În general, utilizarea surselor locale de energie regenerabilă în diverse industrii economie, în în acest caz v sfera socială, care include școli și grădinițe, este una dintre principalele direcții implementate în regiune în cadrul programului de economisire a energiei și eficiență energetică. Dezvoltarea energiei regenerabile este susținută activ de guvernatorul regiunii Serghei Zhvachkin... Și trei instituţiile bugetare cu un sistem de încălzire geotermal - doar primii pași către implementarea unui proiect amplu și promițător.
Grădinița din Zelenye Gorki a fost recunoscută drept cea mai bună unitate de eficiență energetică din Rusia la competiția de la Skolkovo. Apoi a apărut școala Vershininskaya cu încălzire geotermală cea mai înaltă categorie eficienta energetica. Următorul obiect, nu mai puțin semnificativ pentru regiunea Tomsk, este o grădiniță din Turuntaevo. Anul acesta, Gazkhimstroyinvest și Stroygarant au început deja să construiască grădinițe pentru 80 și 60 de copii în satele din regiunea Tomsk, Kopylovo și, respectiv, Kandinka. Ambele noi instalații vor fi încălzite cu sisteme de încălzire geotermală - de la pompe de căldură. În total anul acesta pentru construirea de noi grădinițe și renovarea celor existente administrația raională intenționează să cheltuiască aproape 205 milioane de ruble. Urmează să se facă reconstrucția și reechiparea unei clădiri pentru o grădiniță din satul Takhtamyshevo. În această clădire, încălzirea se va realiza și prin intermediul pompelor de căldură, deoarece sistemul a reușit să se dovedească bine.
Dinamica schimbărilor de iarnă (2012-2013) a temperaturilor pământului la o adâncime de 130 de centimetri sub casă (sub marginea interioară a fundației), precum și la nivelul solului și temperatura apei care provine din fântână sunt publicat aici. Toate acestea sunt pe coloana care vine din fântână.Graficul este în partea de jos a articolului.
Dacha (la granița dintre Noua Moscova și Regiunea Kaluga) este iarnă, vizitată periodic (de 2-4 ori pe lună timp de câteva zile).
Zona oarbă și subsolul casei nu sunt izolate, din toamnă fiind închise cu dopuri termoizolante (10 cm spumă). Pierderea de căldură a verandei, de unde iese colțul, s-a schimbat în ianuarie. Vezi nota 10.
Măsurătorile la adâncimea de 130 cm se fac prin sistemul Xital GSM (), discret - 0,5 * C, add. eroarea este de aproximativ 0,3 * C.
Senzorul este instalat într-un tub HDPE de 20 mm sudat de jos lângă coloană (pe exteriorul izolației cilindrului, dar în interiorul țevii de 110 mm).
Abscisa este data, ordonata este temperatura.
Nota 1:
Va fi monitorizată și temperatura apei din fântână, precum și la nivelul solului de sub casă, chiar pe colțul fără apă, dar numai la sosire. Eroarea este de aproximativ + -0,6 * C.
Nota 2:
Temperatura la nivelul solului sub casă, la colțul sistemului de alimentare cu apă, în absența oamenilor și a apei, a scăzut la minus 5 * C. Acest lucru sugerează că am făcut sistemul dintr-un motiv - Apropo, termostatul care a indicat -5 * C este doar din acest sistem (RT-12-16).
Nota 3:
Temperatura apei „în puț” este măsurată de același senzor (la care se face referire și în Nota 2) ca „la nivelul solului” - se află direct pe coloană sub izolația termică, aproape de coloana de la nivelul solului. Aceste două măsurători sunt efectuate în momente diferite de timp. „La nivelul solului” - înainte de a pompa apă în colț și „în puț” - după pomparea a aproximativ 50 de litri timp de o jumătate de oră cu întreruperi.
Nota 4:
Temperatura apei din fântână poate fi oarecum subestimată, deoarece Nu pot să caut asimptota asta nenorocită, pompând apă la nesfârșit (a mea)... Cum pot - așa că mă joc.
Nota 5: Nu este relevant, șters.
Nota 6:
Eroarea la fixarea temperaturii exterioare este de aproximativ + - (3-7) * С.
Nota 7:
Viteza de răcire a apei la nivelul solului (fără a porni pompa) este de aproximativ 1-2 * C pe oră (acesta este la minus 5 * C la nivelul solului).
Nota 8:
Am uitat să descriu cum este aranjat și izolat coloana mea subterană. PND-32 este echipat cu doi ciorapi izolatori în total - 2 cm. grosime (aparent, polietilenă spumă), toate acestea se introduc într-o țeavă de canalizare de 110 mm și se spumează acolo la o adâncime de 130 cm. Adevărat, deoarece PND-32 nu a rulat în centrul țevii 110 și, de asemenea, faptul că în mijloc o masă de spumă obișnuită poate să nu se solidifice pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce înseamnă că nu se transformă în izolație, mă îndoiesc puternic. calitatea unei astfel de izolații suplimentare .. Probabil că ar fi fost mai bine să folosești o spumă cu două componente, despre care am aflat abia mai târziu...
Nota 9:
Doresc să atrag atenția cititorilor asupra măsurării temperaturii „La nivelul solului” din data de 12.01.2013. si din 18.01.2013. Aici, după părerea mea, valoarea de + 0,3 * C este mult mai mare decât era de așteptat. Cred că aceasta este o consecință a operațiunii „Umplerea subsolului de zăpadă la ridicător”, desfășurată la 31.12.2012.
Nota 10:
Din 12 ianuarie până pe 3 februarie, a realizat izolarea suplimentară a verandei, unde merge coloana subterană.
Ca urmare, conform estimărilor aproximative, pierderea de căldură a verandei a fost redusă de la 100 W / m2. etaj pana la aproximativ 50 (aceasta este la minus 20 * C pe strada).
Acest lucru a fost reflectat și în topuri. Vezi temperatura la nivelul solului pe 9 februarie: + 1,4 * C și 16 februarie: +1,1 - nu au fost temperaturi atât de ridicate de la începutul iernii adevărate.
Și încă ceva: din 4 până în 16 februarie, pentru prima dată în două ierni de duminică până vineri, centrala nu a pornit pentru a menține temperatura minimă setată, pentru că nu a atins acest minim...
Nota 11:
Așa cum am promis (pentru „comandă” și pentru finalizarea ciclului anual) voi publica periodic temperaturile de vară. Dar - nu în program, pentru a nu „umbri” iarna, ci aici, în Nota-11.
11 mai 2013
După 3 săptămâni de aerisire, aerul a fost închis până în toamnă pentru a evita condensul.
13 mai 2013(pe stradă timp de o săptămână + 25-30 * С):
- sub casă la nivelul solului + 10,5 * С,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 6 * C,
12 iunie 2013:
- sub casă la nivelul solului + 14,5 * С,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 10 * C.
- apă într-o fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 8 * С.
26 iunie 2013:
- sub casa la parter + 16 * C,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 11 * C.
- apă în fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 9,3 * С.
19 august 2013:
- sub casa la parter + 15,5*C,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 13,5 * C.
- apă într-o fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 9,0 * С.
28 septembrie 2013:
- sub casă la nivelul solului + 10,3 * С,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 12 * C.
- apa in fantana de la o adancime de 25m = + 8,0 * C.
26 octombrie 2013:
- sub casa la parter + 8,5*C,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 9,5 * C.
- apă într-o fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 7,5 * С.
16 noiembrie 2013:
- sub casă la nivelul solului + 7,5 * С,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 9,0 * C.
- apă în fântână de la o adâncime de 25m + 7,5 * С.
20 februarie 2014:
Probabil asta ultima înregistrareîn acest articol.
Toată iarna trăim în casă în mod constant, punctul de a repeta măsurătorile de anul trecut este mic, prin urmare doar două cifre semnificative:
- temperatura minimă sub casă la nivelul solului în cele mai reci înghețuri (-20 - -30 * C) la o săptămână după începerea lor a scăzut în mod repetat sub + 0,5 * C. În aceste momente mi-a funcționat
Pentru a calcula ce valori atinge presiunea din interiorul Pământului, cauzată de greutatea rocilor care alcătuiesc diferite cochilii, trebuie să cunoașteți densitatea rocilor la toate adâncimile și magnitudinea forței gravitaționale și la toate adâncimile până la centrul.
După cum am văzut, densitatea rocilor crește odată cu adâncimea, deși în mod neuniform. De la 2,5 la suprafață, ajunge la 3,4 la o adâncime de aproximativ 100 kmși până la 6.0 la 2900 km sub suprafata. Aici, la limita nucleului, se observă un salt în valoarea densității: ajunge imediat la 9,5 (aproximativ), apoi crește din nou uniform, ajungând la 12,5 în centrul nucleului (conform MS Molodensky, 1955) (vezi. fig. 8).
Orez. 8. Schimbarea densității în interiorul Pământului.
În ceea ce privește forța gravitațională, se pot spune următoarele despre aceasta. Gravitația este forța cu care Pământul trage toate corpurile spre sine. Sub influența acestei forțe, corpurile în stare liberă (de exemplu, în aer) cad pe Pământ, adică se deplasează spre centrul Pământului, accelerând treptat, adică primind „accelerare”. Cantitatea de „accelerare a gravitației” poate fi calculată. La suprafața Pământului, accelerația gravitației este de aproximativ 9,8 m/s 2; în adâncurile Pământului, acesta crește mai întâi ușor, atingând un maxim în apropierea suprafeței nucleului, iar apoi scade rapid, ajungând la zero în centrul Pământului (Fig. 9). Acesta este de înțeles: punctul situat în centru globul, este atras de toate părțile care îl înconjoară, cu aceeași forță de-a lungul tuturor razelor și, ca urmare, rezultanta va fi egală cu zero.
Orez. 9. Modificarea accelerației gravitației în interiorul Pământului.
Cu aceste informații, putem calcula greutatea unei coloane de roci cu o secțiune transversală de 1 mp. centimetru și o lungime egală cu raza Pământului sau a oricărei părți a acestuia. Aceasta va fi presiunea exercitată de greutatea rocilor de deasupra unei zone elementare (1 mp cm) în adâncurile Pământului. Calculele duc la următoarele cifre: la „partea de jos” a scoarței terestre, adică la baza membranei sialice (la adâncimea de 50 km) - aproximativ 13 mii de atmosfere, adică aproximativ 13 tone pe centimetru pătrat; la limita nucleului - aproximativ 1,4 milioane de atmosfere; în centrul Pământului – aproximativ 3 milioane de atmosfere (Fig. 10). Trei milioane de atmosfere înseamnă aproximativ trei mii de tone pe centimetru pătrat. Aceasta este o sumă uriașă. Niciun laborator nu a reușit încă să atingă astfel de presiuni.
Orez. 10. Modificări ale presiunii în interiorul Pământului.
Să trecem la temperatură. Conform măsurătorilor în foraje, precum și în mine, s-a constatat că temperatura crește odată cu adâncimea, crescând cu aproximativ 3 ° la fiecare 100 de metri. O rată similară de creștere a temperaturii se menține peste tot, pe toate continentele, dar numai în părțile exterioare ale Pământului, aproape de însăși suprafața sa. Odată cu adâncimea, valoarea „gradientului geotermal” (gradient geotermal - modificarea temperaturii în grade pe centimetru) scade. Calculele bazate pe luarea în considerare a conductivității termice a rocilor arată că gradientul geotermal, cunoscut pentru părțile exterioare ale globului, persistă nu mai mult decât în primele 20 de ani. km; creșterea mai scăzută a temperaturii încetinește vizibil. La talpa membranei sialice, este puțin probabil ca temperatura să fie mai mare de 900 °; la o adâncime de 100 km - aproximativ 1500 °; în continuare, creșterea sa încetinește și mai mult. În ceea ce privește părțile centrale ale Pământului, în special miezul, este foarte dificil să oferim ceva cu certitudine despre ele. Experții care au studiat această problemă cred că interiorul Pământului este încălzit cu cel mult 2-3 mii de grade (Fig. 11).
Orez. 11. Schimbarea temperaturii în interiorul Pământului.
Ar putea fi interesant pentru comparație să ne amintim că în centrul Soarelui temperatura este estimată la 1 milion de grade, la suprafața Soarelui - aproximativ 6000 °. Un fir de păr al unui bec care arde este încălzit până la 3000 °.
Sunt disponibile date interesante cu privire la problema surselor de căldură și regim termic globul. Se credea cândva că Pământul păstrează căldura „primordială” lăsată lui „ca moștenire” de către Soare și o pierde treptat, răcindu-se și micșorându-se în volum. Descoperirea elementelor radioactive a schimbat ideile anterioare. S-a dovedit că rocile care alcătuiesc scoarța terestră conțin elemente radioactive care eliberează spontan și continuu căldură. Cantitatea acestei călduri este estimată la aproximativ 6 milioane de calorii mici la 1 centimetru cub de rocă pe an, iar pentru a acoperi întregul consum de căldură radiată de suprafața pământului în spațiul mondial, este necesar ca același element elementar. cubul de rocă ar trebui să emită doar trei zece milioane de părți mici de calorii pe an. Cu alte cuvinte, nu există niciun motiv să credem că globul se răcește. Mai degrabă, dimpotrivă, se poate încălzi. Pe această bază, în anul trecut se propun noi ipoteze ale dezvoltării scoarţei terestre şi originii mişcărilor experimentate de aceasta.
Dată fiind prezența temperatura ridicataîn intestinele Pământului, avem dreptul să punem următoarea întrebare: în ce stare fizică („agregată”) se află părțile interne ale Pământului? Solid sau lichid, sau poate gazos?
Ultima versiune, adică ideea de stare gazoasă materia din interiorul Pământului poate fi respinsă imediat. Pentru a transforma în gaz mineralele care alcătuiesc Pământul, ai nevoie de o temperatură mult mai mare decât ceea ce este permis, judecând după datele expuse mai sus.
Dar rocile pot fi în stare lichidă. Se știe, de exemplu, că rocile „acide” se topesc la 1000 °, „de bază” - la 1000–1200 °, „ultrabazice” - la 1300–1400 °. Aceasta înseamnă că deja la o adâncime de 100-130 km pietrele ar trebui să se topească. Dar presiunea acolo este foarte mare, iar presiunea crește punctul de topire. A căror influență va fi mai mare: temperatură ridicată sau presiune ridicata?
Aici trebuie să apelați din nou la ajutorul observațiilor seismice. Longitudinal și unde de forfecare trece liber prin toate învelișurile Pământului, închise între suprafața Pământului și limita nucleului; prin urmare, peste tot aici materia se comportă ca solidă. Această concluzie este în concordanță cu concluzia astronomilor și geofizicienilor, care au arătat că duritatea Pământului în ansamblu este apropiată de duritatea oțelului. Conform calculelor lui V.F.Bonchkovsky, duritatea Pământului este estimată la 12 · 10 11 dine pe centimetru pătrat, adică de patru ori duritatea granitului.
Astfel, totalitatea datelor moderne sugerează că toate învelișurile Pământului (cu excepția miezului său!) Ar trebui considerate solide. Stare lichida materia poate fi permisă numai pentru zone complet nesemnificative din grosimea scoarței terestre, cu care vulcanii sunt conectați direct.
