Теплоемкость кирпича: Теплоемкость кирпича: от чего зависит, показатели

Теплоемкость кирпича: от чего зависит, показатели

Содержание

• 1 Что это такое?
• 2 От чего зависит теплоемкость кирпичей?
• 3 Виды кирпича и их показатели

От теплоизоляционного свойства материала зависит температура внутри помещения, вот почему теплоемкость кирпича — важный показатель, который показывает его способность аккумулировать тепло. Удельная теплоемкость определяется в ходе лабораторных исследований, согласно которым, самым теплым материалом является полнотелый кирпич. Стоит отметить, что показатель зависит от разновидности кирпичного материала.

Что это такое?

Физическая характеристика теплоемкости присуща любому веществу. Она обозначает количество теплоты, которое поглощает физическое тело при нагревании на 1 градус Цельсия или Кельвина. Ошибочно отождествлять общее понятие с удельным, поскольку последнее подразумевает температуру, необходимую для нагревания одного килограмма вещества. Точно определить ее число представляется возможным только в лабораторных условиях. Показатель необходим для определения теплоустойчивости стен здания и в том случае, когда строительные работы проводятся при минусовых температурах. Для строительства частных и многоэтажных жилых домов и помещений используются материалы с высокими показателями теплопроводности, поскольку они аккумулируют тепло и поддерживают температуру в помещении.

Преимущество зданий из кирпича — позволяют сэкономить на оплате отопления.

Вернуться к оглавлению

От чего зависит теплоемкость кирпичей?

На коэффициент теплоемкости в первую очередь влияет температура вещества и агрегатное состояние, поскольку теплоемкость у одного и того же вещества в жидком и твердом состоянии отличается в пользу жидкого. Кроме этого, важны объемы материала и плотность его структуры. Чем больше в нем пустот, тем меньше он способен сохранять тепло внутри себя.

Вернуться к оглавлению

Виды кирпича и их показатели

Керамический материал используется печном деле.

Выпускается больше 10 разновидностей, различающихся технологией изготовления. Но чаще используются силикатный, керамический, облицовочный, огнеупорный и теплый. Стандартный керамический кирпич изготавливается из красной глины с примесями и обжигается. Его показатель тепла равен 700—900 Дж/ (кг град). Он считается довольно стойким к высоким и низким температурам. Иногда используется для выкладки печного отопления. Пористость и плотность его варьируется и влияет на коэффициент теплоемкости. Силикатный кирпич состоит из смеси песка, глины и добавок. Он бывает полно- и пустотелым, разных размеров и, следовательно, удельная теплоемкость его равна значениям от 754 до 837 Дж/ (кг град). Преимущество силикатной кирпичной кладки — хорошая звукоизоляция даже при выкладывании стены в один слой.

Облицовочный кирпич, используемый для фасадов зданий обладает довольно высокой плотностью и теплоемкостью в пределах 880 Дж/ (кг град). Огнеупорный кирпич, идеально подходит для кладки печи, потому что способен выдерживать температуру до 1500 градусов Цельсия. К этому подвиду принадлежат шамотный, карборундовый, магнезитовый и другие. И коэффициент теплоемкости (Дж/кг) отличается:

• карборундовый — 700—850;
• шамотный — 1000—1300.

Теплый кирпич — новинка на строительном рынке, который является модернизированным керамическим блоком, размеры и теплоизоляционные характеристики его намного превышают стандартный. Структура с большим количеством пустот помогает аккумулировать тепло и нагревать помещение. Потери тепла возможны только в швах кладки или перегородках.

Удельная теплоемкость кирпича разных видов в таблице

Количество тепловой энергии, которая понадобится, чтобы нагреть один кг того или иного вида кирпичей на один градус, называют удельной теплоемкостью кирпича. Эта физическая величина напрямую зависит от плотности изделий: чем она ниже, тем ниже теплоемкость, а значит, тем меньше средств уйдет на отопление дома – при прочих равных условиях.

Ориентироваться в значениях этого параметра важно при выборе стройматериала для жилых или технических построек. Эти знания помогут правильно рассчитать теплоизоляцию и отопление.

Разные виды кирпичей имеют разную плотность. А значит, логично говорить и о разной общей и удельной теплоемкости кирпича. Рассмотрим основные разновидности этих материалов более подробно.

Группы и виды кирпича

Все изделия этого типа можно разделить на две большие группы – керамический и силикатный кирпич. В изготовлении силикатных блоков используются кварцевый песок, сырьем же для керамических изделий является специальная глина.

Однако эта классификация слишком общая – в каждой из групп есть несколько разновидностей кирпичей. Мы можем однозначно утверждать, что теплоемкость керамического кирпича в целом выше, нежели силикатного, то есть, прогревается он медленнее, а значит, строения из керамики менее теплые, чем объекты, имеющие стены из силикатных изделий. А вот для конкретики потребуется рассмотреть основные подвиды этого строительного материала более подробно.

Классический керамический кирпич

Его удельная теплоемкость колеблется в пределах от 840 до 479 Дж/(кг х град) – если речь идет о привычном нам всем красном одинарном рядовом кирпиче, который широко используется для возведения стен в малоэтажных и даже высотных постройках.

У более рыхлого желтого керамического кирпича, который применяется, в основном, в наружной облицовке фасадов, этот показатель составляет 728 единиц. То есть, такая отделка может выполнять еще и роль утеплителя.

Динасовый кирпич является огнеупорным, в него, помимо глины, входит значительная доля кремнезема. Его теплоемкость намного больше ходового керамического материала – целых 1243 единицы. Для того, чтобы нагреться, ему необходимо аккумулировать достаточно много тепловой энергии, то есть, нужны экстремально высокие температуры. Поэтому такой кирпич хорошо подходит для обустройства печей, каминов и мангалов: даже когда внутри будет полыхать пламя, риск обжечься о стены очага снаружи почти нулевой. То же самое касается и других видов огнеупорного кирпича.

Узнать о показателях разных видов керамических стройматериалов можно в соответствующих таблицах теплоемкости кирпича. В них же, как правило, имеются и другие важные значения, такие как плотность и теплопроводность.

Силикатный кирпич

Показатель аккумуляции тепла этой разновидности кирпичных блоков имеет диапазон от 754 до 837 Дж/(кг х град). Как видим, теплоемкость силикатного кирпича имеет более скромные значения, нежели аналогичные показатели обычного красного кирпича из глины.

При этом, к примеру, трепельный кирпич, который, помимо кварцевого песка, содержит также полевой шпат и небольшие примеси глины, имеет более рыхлую структуру, а его теплоемкость на единицу массы составляет 712 Дж/(кг х град). Из такого материала рекомендуется возводить объекты в суровых климатических условиях.

Структура и размеры материала и их связь с параметрами теплоемкости

По структуре различают кирпич следующих видов:

• полнотелый;
• с технологическими пустотами;
• щелевой.

Керамический кирпич бывает еще и поризованным – с внушительным количеством маленьких отверстий, а также клинкерным, без пустот, более плотным, нежели рядовой.

Удельная теплоемкость красного кирпича, как, впрочем, и аналогичная характеристика у белых либо окрашенных силикатных блоков, напрямую зависит от его вида. Общий принцип таков: чем ниже плотность и чем больше пористость изделия, тем умереннее его теплоемкость. То есть, дом из поризованной разновидности, которую относят к теплой керамике, будет более комфортным и экономичным с точки зрения обогрева, нежели постройка из классических полнотелых изделий.

Очень плотный клинкерный кирпич не слишком подходит для постройки жилых зданий в принципе. У него другие положительные характеристики – прочность, твердость, гладкость и внешняя привлекательность. Клинкер отлично показывает себя как облицовочный материал, широко применяется в строительстве заборов, укладке тротуаров, дорожек, площадок. Кроме того, из него можно сооружать печи и камины: ведь основный сырьем в этом случае является специальная огнеупорная глина – шамот.

Для сравнения с обычными блоками – удельная теплоемкость шамотного кирпича при определенных температурных режимах может превышать 1000 единиц, что, согласитесь, не способствует быстрому нагреву помещений и сохранению оптимального уровня тепла в них с минимальными затратами.

В современном строительстве используются следующие стандартизированные размеры керамических и силикатных формованных стройматериалов:

• одинарный;
• полуторный;
• двойной;
• евро;
• брусок;
• модульный.

Ответ на вопрос о том, какая теплоемкость кирпича того либо иного размера, следующий: чем меньше габариты изделия, тем ниже его теплоемкость. Но только в том случае, если мы ведем речь об общем показателе. Удельная же теплоемкость не зависит от размерных значений блоков, поскольку рассчитывается на единицу массы. Соответственно, в этой связи на размеры кирпича можно не обращать внимания.

Итак, мы попытались рассказать о том, что собой представляет удельная теплоемкость описываемого стройматериала и в какой степени она влияет на комфортный здоровый микроклимат в помещениях. Важно понимать, что, в принципе, возводить жилые, коммерческие и технические сооружения можно практически из любых разновидностей кирпичей. Вопрос в том, сколько средств придется выделить на качественную теплоизоляцию и какие затраты нужно будет нести в будущем для того, чтобы обогреть помещения до приемлемых температур.

Особенно важно учесть данный параметр для жилых домов временного проживания, которые отапливаются нерегулярно. А вот для хозяйственных построек, например, кирпичного сарая на даче, в котором вы храните садовый инвентарь, показатель теплоемкости материала не так уж и важен – можно строить из любого, оказавшегося под рукой.

И последнее: чтобы среди разнообразных предложений современного рынка стройматериалов четко определиться, какая удельная теплоемкость кирпича нужна вам для возведения того или иного объекта, не забудьте учесть особенности местного климата: требования к домам в южных регионах значительно отличаются от значимых условий для возведения объектов в местностях с холодным климатом.

Твердые вещества — Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость некоторых обычно используемых твердых веществ приведена в таблице ниже.

Для перевода единиц измерения используйте онлайн-конвертер единиц Удельная теплоемкость.

См. также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других обычных веществ, а также значения молярной теплоемкости обычных органических веществ и неорганических веществ.

90 Окалина котла0050 0.191 9,0007 Бронза00511 светлый,0051 0,5 9 1 1 0 3 9 0 0 00051

9 Стекло0051

0051 90700510 0,500299 Торий0051

Product	Specific Heat — c p —
	(Btu/(lb m o F)) (kcal/(kg o C))	(kJ/(kg K))
Agate	0.19	0.80
Aluminum bronze	0. 10	0.44
Aluminum, 0 o C	0.21	0.87
Antimony	0.05	0.21
Apatite	0.2	0.84
Arsenic	0.083	0.35
Artificial wool	0.32	1,36
Асбестоцементная плита	0,2	0,84
Асбоцементная плита	0,2	0.84
Ashes	0.2	0.84
Asphalt concrete (with aggregate)	0.22	0.92
Augite	0.19	0.80
Bakelite. наполнитель для дерева	0,33	1,38
Бакелит. асбестовый наполнитель	0,38	1,59
Барит	0,11	0. 46
Barium	0.07	0.29
Basalt rock	0.2	0.84
Beeswax	0.82	3.40
Beryl	0.2	0.84
Бериллий	0,24	1,02
Висмут	0,03	0,13
0.80
Bone	0.11	0.44
Borax	0.24	1.0
Boron	0.31	1.3
Brass	0.09	0.38
Кирпич рядовой	0,22	0,9
Кирпич твердый	0,24	1	0.09	0.38
Cadmium	0.06	0. 25
Calcite 32 — 100F	0.19	0.8
Calcite 32 — 212F	0.2	0.84
Calcium	0,15	0,63
Кальций Карбон.0050 1.1
Carbon, Diamond	0.12	0.52
Carbon, Graphite	0.17	0.71
Carborundum	0.16	0.67
Cassiterite	0.09	0.38
Цемент сухой	0,37	1,55
Цементный порошок	0,2	0,84
Cellulose	0.37	1.6
Celluloid	0.36	1.5
Charcoal	0.24	1
Chalk	0.22	0.9
Chalcopyrite	0. 13	0,54
Уголь древесный	0,24	1
Хром	0,12	10051
Clay	0.22	0.92
Coal, anthracite	0.3	1.26
Coal, bituminous	0.33	1.38
Cobalt	0.11	0.46
Кокс	0,2	0,85
Бетон, камень	0,18	0,75
0.23	0.96
Constantan	0.098	0.41
Copper	0.09	0.39
Cork, Corkboard	0.45	1.9
Corundum	0.1	0,42
Хлопок	0,32	1,34
Алмаз	0,15
Dolomite rock	0. 22	0.92
Duralium	0.22	0.92
Earth, dry	0.3	1.26
Electron	0.24	1.00
Emery	0,23	0,96
Жиры	0,46	1,93
ДВП, легкие	2.5
Fiber hardboard	0.5	2.1
Fire brick	0.25	1.05
Fluorite	0.22	0.92
Fluorspar	0.21	0.88
Галенит	0,05	0,21
Гранат	0,18	0,75	0.2	0.84
Glass, crystal	0.12	0.5
Glass, plate	0. 12	0.5
Glass, Pyrex	0.18	0.75
Glass , окно	0,2	0,84
Стекло-Wool	0,16	0,67
Gold	0,03	0,13	Gold	0,03	0,13		0,03	0,13		0,03	0,13	0051
Granite	0.19	0.79
Graphite	0.17	0.71
Gypsum	0.26	1.09
Hairfelt	0.5	2.1
Hermatite	0.16	0.67
Роговая обманка	0.2	0.84
Гиперстен	9 0.1009	0,8
Лед. 0.47	1.97
Ice 32 o F (0 o C)	0. 49	2.09
India rubber min	0.27	1.13
India rubber max	0.98	4.1
Ingot iron	0.12	0.49
Iodine	0.052	0.218
Iridium	0.03	0.13
Iron, 20 O C	0,11	0,46
Лабрадорит	0,19	0,8
LAVA	0.2	0.84
Limestone	0.217	0.91
Litharge	0.21	0.88
Lead	0.03	0.13
Leather, dry	0.36	1.5
Литий	0,86	3,58
Магнетит	0,16	0,7	051		0. 18	0.75
Manganese	0.11	0.46
Magnesia (85%)	0.2	0.84
Magnesium	0.25	1.05
Marble, mica	0,21	0,88
Меркурий	0,03	0,14
MICA	0,12	0,5		0,12	0,5	0029
Mineral wool blanket	0.2	0.84
Molybdenum	0.065	0.27
Nickel	0.11	0.46
Oliglocose	0.21	0.88
Orthoclose	0,19	0,8
Осмий	0,03	0,13
Оксид хрома	0.18	0.75
Paper	0. 33	1.34
Paraffin wax	0.7	2.9
Peat	0.45	1.88
Phosphorbronze	0.086	0.36
Фосфор	0,19	0,80
Чугун белый	0,13	0,514 9014
Pinchbeck	0.09	0.38
Pit coal	0.24	1.02
Plaster, light	0.24	1
Plaster, sand	0.22	0.9
Пластмасса, пена	0,3	1,3
Пластмасса, твердая	0,4	1,67
0036 C	0.032	0.13
Porcelain	0.26	1.07
Potassium	0.13	0. 54
Pyrex glass	0.2	0.84
Pyrolusite	0.16	0,67
Пироксилиновые пластмассы	0,36	1,51
Минеральный кварц 55 — 212 5 6 o	0.19	0.8
Quartz mineral 32 o F (0 o C)	0.17	0.71
Red lead	0.022	0.09
Red metal	0.09	0.38
Rhenium	0.033	0.14
Rhodium	0.057	0.24
Rock salt	0.22	0.92
Rosin	0.31	1.30
Rubber	0.48	2.01
Rubidium	0.079	0. 33
Salt	0.21	0.88
Песок сухой	0,19	0,80
Песчаник	0,22	0,92
0.21	0.9
Selenium	0.078	0.33
Serpentine	0.26	1.09
Silica aerogel	0.2	0.84
Silicon	0.18	0,75
Кремний, карбид	0,16	0,67
Шелк	0,33
Silver, 20 o C	0.056	0.23
Slate	0.18	0.76
Sodium	0.3	1.26
Soil, dry	0.19	0,80
почвы, мокрый	0,35	1,48
Стиат	0,2	0,83
Сталь	0,83
сталь	0,83
сталь	0,83
. 0051	0.49
Stone	0.2	0.84
Stoneware	0.19	0.8
Sulphur, sulfur	0.17	0.71
Tantalium	0.033	0.14
Смола	0,35	1,47
Теллур	0,05	0,21	0.033	0.14
Tile hollow	0.15	0.63
Timber, see wood
Tin	0.057	0.24
Titanium	0.11	0.47
Topaz	0,21	0,88
Трунгстен	0,03	0,134
	0,134
	0,134
		0,134
	0051	0. 028	0.12
Vanadium	0.12	0.5
Vermiculite	0.2	0.84
Vulcanite	0.33	1.38
Wax	0.82	3.43
Сварочный металл	0,12	0,52
Белый металл	0,035	0,15 029
Wood, balsa	0.7	2.9
Wood, oak	0.48	2
Wood, white pine	0.6	2.5
Wool, loose	0.3	1.26
Wool, felt	0.33	1.38
Zinc	0.09	0.38

• 1 Btu/lb _m ^o F = 4,187 кДж/кг K = 1 ккал/кг ^o C
• T ( ^o C) = 5/9[T ( ^{o ] 9 10032 F)}
• T ( ^o F) = [T ( ^o C)](9/5) + 32

Для перевода единиц измерения используйте онлайн-конвертер единиц Удельная теплоемкость.

См. также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других обычных веществ, а также значения молярная теплоемкость обычных органических веществ и неорганических веществ.

Энергия отопления

Энергия, необходимая для нагрева продукта, может быть рассчитана как

Q = C _P M DT (1)

Где

Q = тепло (KJ)

c _p = удельная теплоемкость (кДж/кг K, кДж/кг ^o C)

dt = разность температур (K, ^o C)

Пример — Количество тепла, необходимое для повышения температуры в куске дуба

Если 10 кг дуба нагреть от 20 ^o C до 90 0 6 0 C 50 900 900 разность температур 30 ^o C (K), необходимое количество тепла можно рассчитать как

q = (2 кДж/кг K) ( 10 кг ) (30 ^o C) =

9 600 кДж

Если один час (3600 с) используется для нагрева дуба — требуемой мощности можно рассчитать уравнение

P = Q / T (2)

, где

P = Power (KJ / S, кВт)

T = время (S)

со значениями:

P = (600 кДж) / (3600 с)

= 0,17 кВт

Плотность, тепловая пропускная способность, теплопроводность

о кирпике

Кирпич – конструкционная глиняная продукция, изготавливаемая в виде стандартных единиц, используемых в строительстве. Три основных типа кирпича — это необожженный, обожженный и химически затвердевший кирпич. Каждый тип изготавливается по-разному. Обожженные кирпичи обжигаются в печи, что делает их прочными. Современные обожженные глиняные кирпичи формируются одним из трех процессов: мягким шламом, сухим прессованием или экструдированием. В зависимости от страны наиболее распространенным является метод экструдированного или мягкого бурового раствора, поскольку они наиболее экономичны.

Сводка

Имя	Кирпич
Фаза на STP	твердый
Плотность	1700 кг/м3
Предел прочности при растяжении	2,8 МПа
Предел текучести	Н/Д
Модуль упругости Юнга	Н/Д
Твердость по Бринеллю	Н/Д
Точка плавления	1727 °С
Теплопроводность	1,31 Вт/мК
Теплоемкость	800 Дж/г К
Цена	0,2 $/кг

Плотность кирпича

Типичные плотности различных веществ даны при атмосферном давлении. Плотность  определяется как  масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

Другими словами, плотность (ρ) вещества равна общей массе (m) этого вещества, деленной на общий объем (V), занимаемый этим веществом. Стандартная единица СИ составляет килограмма на кубический метр ( кг/м ³ ). Стандартная английская единица измерения – 90 003 фунта массы на кубический фут 9.0004  ( фунт/фут ³ ).

Плотность кирпича 1700 кг/м ³ .

 

Пример: Плотность

Рассчитайте высоту куба из кирпича, который весит одну метрическую тонну.

Решение:

Плотность определяется как масса на единицу объема . Математически он определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

Поскольку объем куба равен третьей степени его сторон (V = a ³ ), высоту этого куба можно вычислить:

Тогда высота этого куба равна a = 0,838 м .

Плотность материалов

Механические свойства кирпича

Прочность кирпича

В механике материалов прочность материала на деформацию — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешние нагрузки , приложенные к материалу, и результирующая деформация или изменение размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам и сохранять свою первоначальную форму.

Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Для напряжения растяжения способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. В случае растягивающего напряжения однородного стержня (кривая напряжения-деформации) г. Закон Гука описывает поведение стержня в упругой области. Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растягивающем и сжимающем напряжении в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение.

См. также: Прочность материалов

Предел прочности кирпича при растяжении

Предел прочности кирпича при растяжении 2,8 МПа.

Предел текучести кирпича

Предел текучести кирпича   — Н/Д.

Модуль упругости кирпича

Модуль упругости Юнга кирпича Н/Д.

Твердость кирпича

В материаловедении твердость — это способность выдерживать поверхностные вдавливания ( локализованная пластическая деформация ) и царапание . Тест на твердость по Бринеллю  – один из тестов на твердость с вдавливанием, разработанный для определения твердости. В тестах Бринелля твердый сферический индентор вдавливается под определенной нагрузкой в ​​поверхность испытуемого металла.

Число твердости по Бринеллю (HB) – это нагрузка, деленная на площадь поверхности вмятины. Диаметр вдавления измеряют с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю вычисляется по уравнению:

Твердость по Бринеллю приблизительно равна Н/Д.

См. также: Твердость материалов

 

Пример: Прочность

Допустим пластиковый стержень, который сделан из кирпича. Этот пластиковый стержень имеет площадь поперечного сечения 1 см ² . Рассчитайте усилие на растяжение, необходимое для достижения предела прочности на растяжение для этого материала, которое составляет: UTS = 2,8 МПа.

Решение:

Напряжение (σ)  можно приравнять нагрузке на единицу площади или силе (F), приложенной к площади поперечного сечения (A) перпендикулярно силе, как:

, следовательно, растяжение усилие, необходимое для достижения предела прочности на растяжение:

F = UTS x A = 2,8 x 10 ⁶ x 0,0001 = 280 N

Прочность материалов

ЭЛАСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛИ

.

Кирпич – температура плавления

Температура плавления кирпича 1727 °C .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением. В целом плавление  является фазовым переходом  вещества из твердой фазы в жидкую. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления   также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, так как они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.

Кирпич – Теплопроводность

Теплопроводность кирпича 1,31 Вт/(м·К) .

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье  применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Кирпич – Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость кирпича 800 Дж/г K .

Удельная теплоемкость или удельная теплоемкость   – это свойство, связанное с  внутренней энергией  , которое очень важно в термодинамике. Интенсивные свойства c _v и c _p определяются для чистых простых сжимаемых веществ как частные производные внутренней энергии u(T, v) и энтальпия h(T, p) , соответственно:

где индексы v и p обозначают сохраняющиеся при фиксированных переменных переменные. Свойства c _v и c _p называются удельной теплоемкостью (или теплоемкостью ), поскольку при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавленной теплопередача. Их единицы СИ  Дж/кг K  или  Дж/моль K .

 

Пример: расчет теплопередачи

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадратный участок материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность сопротивляться теплопередаче.

Рассчитайте скорость теплового потока  через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м ² ). Стена толщиной 15 см (L ₁ ) выполнена из кирпича с теплопроводностью k ₁ = 1,31 Вт/м.К (плохой теплоизолятор). Предположим, что внутренняя и наружная температуры  составляют 22°C и -8°C, а коэффициенты конвекционной теплопередачи  на внутренней и внешней сторонах равны h ₁  = 10 Вт/м ² K и h ₂  = 30 Вт/м ² К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту стену.

Решение:

Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию проводимости и конвекции . С этими композитными системами часто удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным Закон охлаждения Ньютона :

Общий коэффициент теплопередачи связан с полным тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

Предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать как: /10 + 0,15/1,31 + 1/30) = 4,03 Вт/м ² K

Тепловой поток можно рассчитать следующим образом: q = 4,03 [Вт/м ² K] x 30 [K] = 121,05 Вт/м ²

Общие потери тепла через эту стену будет: q _потери   = q . A = 121,05 [W/M ² ] x 30 [M ² ] = 3631,42 W

Точка плавления материалов

.