ویژگی های فیزیکی گرمایشی خاک

خاک از ذرات و دانه های گوناگون تشکیل شده است که از نظر شیمیایی ، کانی ، اندازه ، شکل ، دانه بندی ، چگالی و میزان رطوبت متفاوت هستند .

با آنکه خاک کمابیش فشرده است ولی همواره در آن حفره ها و سوراخ های ریزی وجود دارد که ممکن است با آب یا هوا پرشده باشند .

هوای موجود در این حفرات می تواند همراه با بخار آب باشد و میزان آن بستگی به دمای خاک دارد . در یک چنین مواد بی شکلی ، گرما تنها از راه هدایت یا رسانایی ( و در صورت وجود بخار آب از راه جابجایی بخار ) منتقل می گردد .

مقایسه مقاومت ویژه گرمایشی خاک های گوناگون نشان می دهد که کل مقاومت ویژه گرمایشی متناسب با چگونگی اجزا تشکیل دهنده خاک است . هرذره از خاک دارای نیروهای چسبندگی ملکولی است و یک لایه از آبهای چگالیده را در پیرامون خود نگه می دارد . آب محصور در خاک های مرطوب ، به آسانی جابجا نمی شود مگر آنکه شرایط محیطی آن به شدت تغییر نماید . بعنوان مثال اگر دمای خاک تا 110 درجه سانتیگراد برسد نم خاک جابجا می گردد .

خاک های با دانه بندی بسیار ریز ، نسبت به خاک های با دانه بندی درشت تر رطوبت بیشتری را در خود نگه می دارد . مقدار آب محصور شده در خاک بستگی به رطوبت ، فشار و دمای هوای موجود در خاک دارد . اگر در خاک آب کافی وجود داشته باشد هر ذره را پوسته یا پوششی از آب فرا می گیرد .

این ذرات خیس نیز خود توسط پوششی دیگر در برگرفته شده ، به هم می چسبند . این ویژگی ، برعکس هوای موجود در خاک ، رسانایی گرمایشی خاک را بهبود می بخشد . آب رسانای خوبی برای جابجایی گرماست و حفره های پر از آب مانند پل های گرمایشی رفتار می کنند . مقدار آب در پوسته هر ذره پیروی از تغییرات عمده مانند انباشت آبهای نفوذی یا تبخیر آنهاست . به ویژه آنکه در حوزه های دمایی کابل ها ، پیش بینی می شود آب کاهش یابد یا حتی خشک شود . در این حالت نیز پایین نگه داشتن مقاومت ویژه گرمایشی خاک از اهمیت برخوردار است .

بدین منظور نیاز است که مقدار مواد جامد نسبت به روزن های موجود بسیار بیشتر باشد . در خاک هایی که از میزان حفره های آن کاسته شده باشد ، چگالی خشک بالا خواهد رفت و اگر همه حفره ها و روزن های موجود با آب پر شوند مقاومت ویژه گرمایشی خاک به کمترین اندازه خود خواهد رسید .