Що таке теплопровідність і теплоємність

Теплопровідність - здатність матеріалу передавати через свою товщу тепловий потік, що виникає внаслідок різниці температур на протилежних поверхнях. Різні матеріали проводять теплоту по-різному: одні швидше (наприклад, метали), інші повільніше (теплоізоляційні матеріали).

Теплопровідність характеризується кількістю теплоти (Дж), що проходить протягом 1 год через зразок матеріалу товщиною 1 м, площею 1 м2, при різниці температур на протилежних плоскопараллельних поверхнях в 1 К. теплопровідність позначають буквою А, (лямбда) і висловлюють в Вт / (м К). До теплоізоляційних відносять матеріали з теплопровідністю не більше 0,175 Вт / (м • К) при середній температурі шару 298 К і вологістю, нормованої ГОСТами або технічними умовами.

Теплопровідність залежить від середньої щільності матеріалу (зі збільшенням середньої щільності теплопровідність зростає), його структури, пористості, вологості і середньої температури шару матеріалу. Чим вище пористість (менше середня щільність) матеріалу, тим нижче теплопровідність. Зі збільшенням вологості матеріалу теплопровідність різко зростає, при цьому знижуються його теплоізоляційні властивості. Тому всі теплоізоляційні матеріали зберігають в приміщенні або під навісом, а в теплоізоляційної конструкції захищають від попадання вологи покривним шаром.

Залежність теплопровідності X від середньої температури теплоізоляційного шару можна виразити у вигляді лінійної функції A = ^ + Ztfcp, де AQ - теплопровідність при 273 К, Вт / (м • К); b - постійна для даного матеріалу величина, що показує зміну теплопровідності при збільшенні температури на 1 К (приймається за довідковими даними); t = (/, -12) / 2 - середня температура теплоізоляційного шару, К; ty, t2 - температура відповідно зовнішньої і внутрішньої поверхонь теплоізоляційного шару, К. З формули видно, що зі збільшенням середньої температури теплоізоляційного шару і постійної видання теплопровідність матеріалу зростає.

При випробуванні зразок 2 укладають на тепломір і щільно притискають верхньої термостатированной плитою 3, встановлюють температуру верхньої і нижніх плит 1,3 в залежності від умов експлуатації матеріалу і потім обчислюють теплопровідність за формулою

де д-тепловий потік, що проходить через зразок площею 1 м2, Вт / м2; 5-толщина зразка, м; tx, t2-температура відповідно верхньої і нижньої поверхонь зразка, К.

Отримане значення теплопровідності відноситься до середньої температури / випробувань. Теплопровідність конструкції вище, ніж теплопровідність самого матеріалу, за рахунок наявності кріпильних деталей, збільшення середньої щільності внаслідок ущільнення (для волокнистих матеріалів) і т. Д.

Теплоємність - здатність матеріалу при нагріванні поглинати теплоту. Теплоємність визначається відношенням кількості теплоти, що повідомляється тілу, до відповідної зміни температури:

де С-теплоємність тіла, Дж / К; Q- кількість теплоти, що повідомляється тілу, Дж; Т - зміна температури при нагріванні тіла, До.

Питомою теплоємністю називається відношення теплоємності до маси тіла:

де с - питома теплоємність тіла, ДжДкгК); т - маса тіла, кг.