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简单几何中水势测量的非等温效应

地球物理 2021-02-17 v3 软凝聚态物质

摘要

在本文中,我们在稳态条件下的气相中定量研究温度梯度与化学势或水势梯度之间的耦合。这种耦合对于土壤和植物等未饱和环境中水分动态的测量与建模十分重要。我们关注一个简单的非平衡情景:在两个无净水分传输的水相之间存在一个充空气间隙,其上横跨温度梯度。该情景与环境及工业背景下的水势测量相关。我们使用一种新工具——微张力计来进行这些测量。我们观测到跨空气间隙的水势随温度变化为 \SI7.9(3)\mega\pascal\per\kelvin-\SI{7.9(3)}{\mega\pascal\per\kelvin},与先前的测量一致。我们的结果接近于一阶理论预测,突显出大部分效应来自饱和蒸气压随温度的变化。随后我们表明,热扩散(索雷特效应)与自然对流可能在实验中发生,并讨论这些效应如何解释测量与一阶理论预测之间观测到的小偏差。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.04468,
  title  = {Non-isothermal effects on water potential measurement in a simple geometry},
  author = {Pierre Lidon and Etienne Perrot and Abraham D. Stroock},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.04468},
  year   = {2021}
}

备注

* Version of January 2021: various clarifications * Early version contained mistakes: use of Philip and de Vries model was incorrect. New version gives updated values (using more accurate data from literature) and more detailed model, considering possible effects of thermodiffusion and natural convection in the experiment. Emphasis on the soil physics context is decreased