Теплопровідність і теплоємність теплопровідність

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, метал-ли), 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 пло-копараллельних поверхнях в 1 К. теплопровідність позначають буквою X (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 отсредней щільності матеріалу (з уве-личением середньої щільності теплопровідність зростає), його струк-тури, пористості, вологості і середньої температури шару матеріалу. Чим вище пористість (менше середня щільність) матеріалу, тим нижче теплопровідність. Зі збільшенням вологості матеріалу тепло-провідність різко зростає, при цьому знижуються його теплоізоля-ційних властивості. Тому всі теплоізоляційні матеріали збе-Нят в приміщенні або під навісом, а в теплоізоляційної конструк-ції захищають від попадання вологи покривним шаром.

Залежність теплопровідності X від середньої температури теп-лоізоляціонного шару можна виразити у вигляді лінійної функції

де Пекло - теплопровідність при 273 К, Вт / (м • К); Ь - постійного-ва для даного матеріалу величина, що показує зміну теп-лопроводності при збільшенні температури на 1 К (приймається за довідковими даними); = (/, - / 2) / 2 - середня температура теп-лоізоляціонного шару, К; 12 - температура відповідно на-ружной і внутрішньої поверхонь теплоізоляційного шару, К.

З формули видно, що зі збільшенням середньої температури теплоізоляційного шару і постійної Ь теплопровідність мате-ріалу зростає.

Чим менше щільність теплоізоляційного ма-териала, тим більше значення Ь.

Теплопровідність визначають на спеціальному приладі (рис. 2.5). Між керується за допомогою терморегулятора плита-ми / і 3, за допомогою яких ство-ють і підтримують необхідну різницю температур, встановлюють зразок 2 розміром 250 х 250 мм, тол-щіной 10-50 мм. Між зразком і нижньою плитою 1 поміщають тепло-мер 5 - вимірювач теплового пото-ка. Температуру на поверхнях зразка вимірюють термоелектрі-тичними перетворювачами (по дві термопари (4) на кожну сто-рону зразка). Потік теплоти створюється зверху вниз.

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

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

Теплоємність - здатність матеріалу при нагріванні поглинутої-щать теплоту. Теплоємність визначається відношенням кількості теплоти, що повідомляється тілу, до відповідної зміни тим-ператури:

де С- теплоємність тіла, Д ж / К; (? - кількість теплоти, з-спілкуються тілу, Дж; Т - зміна температури при нагріванні тіла, К.

Питомою теплоємністю називається відношення теплоємності до маси тіла:

де с - питома теплоємність тіла, Дж / (кг-К); т - маса тіла, кг.