¿Cuál es la conductividad térmica de los cuerpos porosos y por qué?

La transferencia de calor en la naturaleza se lleva a cabo con la ayuda de la conducción, convección y radiación de calor (absorción y emisión de radiación).

El mecanismo de conducción del calor se explica en el párrafo anterior. Tomemos otro ejemplo. Cuando se calienta el extremo de una varilla de metal, sus moléculas comienzan a moverse más rápido, es decir, aumenta la energía interna de este extremo. Dado que las moléculas se mueven más lentamente en el otro extremo de la barra, dentro de la barra, con la ayuda del movimiento caótico de los átomos y los electrones, la energía interna se transfiere del extremo caliente al frío. La transferencia de energía interna de una parte de una sustancia a otra, debido al movimiento caótico de las moléculas y otras partículas de una sustancia, se denomina conductividad térmica.

Entre varios tipos Los metales tienen la mejor conductividad térmica. Esto se debe al hecho de que contienen electrones libres. También notamos que la conductividad térmica de una sustancia en estado sólido es mayor que en estado líquido, y en estado líquido es mayor que en estado gaseoso.

Considere la esencia de la convección. Para mostrar la mala conductividad térmica del agua, generalmente se calienta un recipiente de agua desde arriba. Al mismo tiempo, el agua puede hervir en la parte superior, pero permanecer fría en la parte inferior. Sin embargo, si el recipiente se calienta desde abajo, el agua se calienta uniformemente en todo el volumen. Esto se explica por el hecho de que el agua se expande cuando se calienta y su densidad disminuye. Si el agua calentada está en el fondo, entonces las capas superiores de agua más densas descienden bajo la acción de la gravedad y desplazan el agua caliente hacia arriba. Esta mezcla de agua continuará hasta que hierva toda el agua. La transferencia de calor que ocurre cuando las capas de líquido o gas calentadas de manera desigual se mezclan bajo la acción de la gravedad se llama convección. Es fácil ver que la convección está ausente en una nave espacial en estado de ingravidez.(Considere por qué el congelador en los refrigeradores está reforzado en la parte superior en lugar de en la parte inferior).

Puede parecer que la convección no puede considerarse transferencia de calor, ya que está asociada con el trabajo de la gravedad. Sin embargo, durante la convección, un aumento en la energía interna de un líquido o gas ocurre solo debido al calor suministrado desde el exterior, y el efecto de la gravedad se reduce solo a acelerar el calentamiento uniforme del líquido o gas. La acción de la gravedad durante la convección no aporta una contribución adicional a la energía interna de un líquido o gas. Por lo tanto, la convección se conoce como transferencia de calor.

El intercambio de calor entre el Sol y la Tierra se realiza mediante radiación electromagnética. Radiación electromagnética es creado por el movimiento de cargas eléctricas y aumenta bruscamente con el aumento de la temperatura. La radiación de un cuerpo, que está determinada únicamente por su temperatura, se llama radiación térmica.

El proceso de radiación ocurre debido a la energía interna del cuerpo. . Cuando la radiación es absorbida por algún otro cuerpo, la energía interna del cuerpo aumenta debido a la energía de la radiación absorbida.Así, por medio de la radiación, se transfiere energía de los cuerpos más calientes a los menos calientes. Este tipo de transferencia de calor se produce incluso en ausencia de materia entre los cuerpos.

En el párrafo anterior, descubrimos que cuando se sumergía una aguja de metal en un vaso de agua caliente, muy pronto el extremo del radio también se calentaba. En consecuencia, la energía interna, como cualquier tipo de energía, puede transferirse de un cuerpo a otro. La energía interna también se puede transferir de una parte del cuerpo a otra. Entonces, por ejemplo, si un extremo de un clavo se calienta en una llama, entonces su otro extremo, que está en la mano, se calentará gradualmente y quemará la mano.

El fenómeno de transferencia de energía interna de una parte del cuerpo a otra o de un cuerpo a otro cuando están en contacto directo se denomina conducción de calor.

Estudiemos este fenómeno haciendo una serie de experimentos con sólidos, líquidos y gases.

Pongamos la punta de un palo de madera en el fuego. Se encenderá. El otro extremo del palo, que está afuera, estará frío. Entonces el árbol tiene mala conductividad térmica .

Acercamos el extremo de una delgada varilla de vidrio a la llama de la lámpara de espíritu. Después de un tiempo, se calentará, mientras que el otro extremo permanecerá frío. En consecuencia, el vidrio también tiene una baja conductividad térmica.

Si calentamos el extremo de una barra de metal en una llama, muy pronto toda la barra se calentará mucho. Ya no podemos sostenerlo en nuestras manos.

Esto significa que los metales conducen bien el calor, es decir, tienen gran conductividad térmica. La conductividad térmica más alta tienen plata y cobre.

Considere la transferencia de calor de una parte de un cuerpo sólido a otra en el siguiente experimento.

Arreglamos un extremo del grueso. alambre de cobre en un trípode. Adjunte algunos claveles al alambre con cera. Cuando el extremo libre del alambre se calienta en la llama de una lámpara de alcohol, la cera se derrite. Los claveles comenzarán a caerse gradualmente (Fig. 5). Primero, los que están más cerca de la llama desaparecerán, luego todos los demás a su vez.

Arroz. 5. Transferencia de calor de una parte de un cuerpo sólido a otra

Averigüemos cómo se transfiere la energía a lo largo del cable. La velocidad del movimiento oscilatorio de las partículas metálicas aumenta en la parte del alambre que está más cerca de la llama. Dado que las partículas interactúan constantemente entre sí, aumenta la velocidad de movimiento de las partículas vecinas. La temperatura del siguiente trozo de alambre comienza a subir, y así sucesivamente.

Debe recordarse que durante la conducción de calor no hay transferencia de materia de un extremo del cuerpo al otro.

Considere ahora la conductividad térmica de los líquidos. Tome un tubo de ensayo con agua y comience a calentar su parte superior. El agua en la superficie pronto hervirá, y en el fondo del tubo de ensayo, durante este tiempo, solo se calentará (Fig. 6). Esto significa que los líquidos tienen baja conductividad térmica, a excepción del mercurio y los metales fundidos.

Arroz. 6. Conductividad térmica del líquido.

Esto se debe a que en los líquidos las moléculas se encuentran a mayor distancia entre sí que en los sólidos.

Investigamos la conductividad térmica de los gases. Ponemos un tubo de ensayo seco en un dedo y lo calentamos en la llama de una lámpara de alcohol con la parte inferior hacia arriba (Fig. 7). El dedo no se sentirá caliente durante mucho tiempo.

Arroz. 7. Conductividad térmica del gas

Esto se debe a que la distancia entre las moléculas de los gases es incluso mayor que la de los líquidos y los sólidos. Por lo tanto, la conductividad térmica de los gases es aún menor.

Asi que, conductividad térmica en varias sustancias diferente.

La experiencia que se muestra en la Figura 8 muestra que la conductividad térmica de diferentes metales no es la misma.

Arroz. 8. Conductividad térmica de diferentes metales

La lana, el pelo, las plumas de aves, el papel, el corcho y otros cuerpos porosos tienen una conductividad térmica baja. Esto se debe al hecho de que el aire está contenido entre las fibras de estas sustancias. El vacío (espacio libre de aire) tiene la conductividad térmica más baja. Esto se explica por el hecho de que la conductividad térmica es la transferencia de energía de una parte del cuerpo a otra, que ocurre durante la interacción de moléculas u otras partículas. En un espacio donde no hay partículas, la conducción de calor no puede tener lugar.

Si es necesario proteger el cuerpo del enfriamiento o el calentamiento, se utilizan sustancias con baja conductividad térmica. Entonces, para ollas, sartenes, los mangos están hechos de plástico. Las casas se construyen con troncos o ladrillos, que tienen poca conductividad térmica, lo que significa que protegen las instalaciones del enfriamiento.

Preguntas

1. ¿Cómo se transfiere la energía a través de un alambre de metal?
2. Explique la experiencia (ver Fig. 8) que muestra que la conductividad térmica del cobre es mayor que la conductividad térmica del acero.
3. ¿Qué sustancias tienen la conductividad térmica más alta y más baja? ¿Dónde se usan?
4. ¿Por qué el pelaje, el plumón, las plumas en el cuerpo de los animales y las aves, así como la ropa humana, protegen del frío?

Ejercicio 3

1. ¿Por qué la nieve suelta profunda protege los cultivos de invierno de la congelación?
2. Se estima que la conductividad térmica de las tablas de pino es 3,7 veces mayor que la del aserrín de pino. ¿Cómo explicar tal diferencia?
3. ¿Por qué el agua no se congela bajo una gruesa capa de hielo?
4. ¿Por qué es incorrecta la expresión "abrigo de piel cálido"?

Ejercicio

Tome una taza de agua caliente y sumerja una cuchara de metal y madera en el agua al mismo tiempo. ¿Qué cuchara se calentará más rápido? ¿Cómo se intercambia el calor entre el agua y las cucharas? ¿Cómo cambia la energía interna del agua y las cucharas?

Sinopsis de una lección de física en el grado 8: "Tipos de transferencia de calor".

Objetivos de la lección:

Introducir a los alumnos a los tipos de transferencia de calor.

Formar la capacidad de explicar la conductividad térmica de los cuerpos en términos de la estructura de la materia; ser capaz de analizar información de video; explicar los fenómenos observados.

Tipo de lección: lección combinada.

Población:

1. Transferencia de calor a lo largo de una barra de metal.
2. Video de demostración de un experimento que compara la conductividad térmica de plata, cobre y hierro.
3. Rotación de un molinillo de papel sobre una lámpara o baldosa encendida.
4. Video de demostración de la aparición de corrientes de convección cuando se calienta agua con permanganato de potasio.
5. Video demostración sobre la radiación de cuerpos con superficie oscura y clara.

DURANTE LAS CLASES

YO. organizando el tiempo

II. Informar sobre el tema y los objetivos de la lección.

En la lección anterior, aprendiste que la energía interna se puede cambiar haciendo trabajo o transfiriendo calor. Hoy, en la lección, veremos cómo se produce el cambio en la energía interna por transferencia de calor.
Trate de explicar el significado de la palabra "transferencia de calor" (la palabra "transferencia de calor" implica la transferencia de energía térmica). Hay tres formas de transferir calor, pero no las nombraré, tú mismo las nombrarás cuando resuelvas los acertijos.

Respuestas: conducción, convección, radiación.
Familiaricémonos con cada tipo de transferencia de calor por separado y dejemos que las palabras de M. Faraday se conviertan en el lema de nuestra lección: "Observe, estudie, trabaje".

tercero Aprendiendo nuevo material

1. Conductividad térmica

Responde a las preguntas:

1. ¿Qué pasa si ponemos una cuchara fría en un té caliente? (Se calentará después de un tiempo).
2. ¿Por qué una cuchara fría se calienta? (El té cedió parte de su calor a la cuchara y parte al aire circundante).
Conclusión: Está claro del ejemplo que el calor se puede transferir de un cuerpo que está más caliente a un cuerpo que está menos caliente (de agua caliente a una cuchara fría). Pero la energía también se transfirió a lo largo de la cuchara, desde su extremo caliente al frío.
3. ¿Cuál es el resultado de la transferencia de calor desde el extremo caliente de la cuchara al frío? (Como resultado del movimiento y la interacción de las partículas)

Calentar una cuchara en té caliente es un ejemplo de conducción de calor.

Conductividad térmica- la transferencia de energía de las partes del cuerpo más calientes a las menos calientes, como resultado del movimiento térmico y la interacción de las partículas.

Experimentemos:

Fije el extremo del cable de cobre en el pie del trípode. Los claveles se unen al alambre con cera. Calentaremos el extremo libre del hilo de unas velas o sobre la llama de una lámpara de alcohol.

Preguntas:

1. ¿Qué estamos observando? (Los claveles comienzan a caerse uno a uno, primero los que están más cerca de la llama).
2. ¿Cómo se lleva a cabo la transferencia de calor? (Desde el extremo caliente del cable hasta el extremo frío).
3. ¿Cuánto tardará la transferencia de calor a través del cable? (Hasta que se caliente todo el alambre, es decir, hasta que se iguale la temperatura en todo el alambre)
4. ¿Qué se puede decir acerca de la velocidad de movimiento de las moléculas en el área ubicada más cerca de la llama? (Las moléculas se mueven más rápido)
5. ¿Por qué se calienta el siguiente trozo de alambre? (Como resultado de la interacción de las moléculas, la velocidad de movimiento de las moléculas en la siguiente sección también aumenta y la temperatura de esta parte aumenta)
6. ¿La distancia entre las moléculas afecta la tasa de transferencia de calor? (Cuanto menor sea la distancia entre las moléculas, más rápido se produce la transferencia de calor)
7. Recuerda la disposición de las moléculas en sólidos Ah, líquidos y gases. ¿En qué cuerpos el proceso de transferencia de energía ocurrirá más rápido? (Más rápido en metales, luego en líquidos y gases).

Mira la demostración del experimento y prepárate para responder a mis preguntas.

Preguntas:

1. ¿En qué placa se propaga el calor más rápido y en cuál más lentamente?
2. Saca una conclusión sobre la conductividad térmica de estos metales. (Mejor conductividad térmica para plata y cobre, algo peor para hierro)

Tenga en cuenta que no hay transferencia de cuerpo durante la transferencia de calor en este caso.

La lana, el pelo, las plumas de aves, el papel, el corcho y otros cuerpos porosos tienen una conductividad térmica baja. Esto se debe al hecho de que el aire está contenido entre las fibras de estas sustancias. El vacío (espacio libre de aire) tiene la conductividad térmica más baja.

Escribamos lo principal características de conductividad térmica:

en sólidos, líquidos y gases;

la sustancia en sí no se tolera;

conduce a la igualación de la temperatura corporal;

diferentes cuerpos - diferente conductividad térmica

Ejemplos de conducción de calor:

1. La nieve es una sustancia suelta y porosa que contiene aire. Por lo tanto, la nieve tiene una conductividad térmica deficiente y protege bien la tierra, los cultivos de invierno y los árboles frutales de la congelación.
2. Las agarraderas de cocina están hechas de un material que tiene poca conductividad térmica. Las asas de las teteras, las sartenes están hechas de materiales con poca conductividad térmica. Todo esto protege las manos de quemaduras al tocar objetos calientes.
3. Las sustancias con buena conductividad térmica (metales) se utilizan para calentar rápidamente cuerpos o piezas.

2. Convección

Adivina los acertijos:

1) Mira debajo de la ventana -
Hay un acordeón extendido
Pero la armónica no suena -
Calienta nuestro apartamento... (batería)

2) Nuestro gordo Fedora
come pronto.
Pero cuando estás lleno
De Fedora - calor ... (horno)

Una persona utiliza baterías, estufas, radiadores de calefacción para calentar locales residenciales o, más bien, para calentar el aire en ellos. Esto sucede debido a la convección, el siguiente tipo de transferencia de calor.

Convección es la transferencia de energia por chorros de liquido o gas.
Intentemos explicar cómo se produce la convección en locales residenciales.
El aire, en contacto con la batería, se calienta, mientras se expande, su densidad se vuelve menor que la densidad del aire frío. El aire caliente, al ser más ligero, sube bajo la acción de la fuerza de Arquímedes, y el aire pesado y frío se hunde.
Entonces otra vez: el aire más frío llega a la batería, se calienta, se expande, se vuelve más liviano y asciende bajo la acción de la fuerza de Arquímedes, etc.
Debido a este movimiento, el aire de la habitación se calienta.

Un molinete de papel colocado sobre una lámpara encendida comienza a girar.
Trate de explicar cómo sucede? (El aire frío cuando se calienta en la lámpara se calienta y sube, mientras gira la rueda giratoria).

El líquido se calienta de la misma manera. Mire el experimento sobre la observación de las corrientes de convección cuando se calienta el agua (usando permanganato de potasio).

Tenga en cuenta que, a diferencia de la conducción térmica, la convección implica la transferencia de materia y la convección no ocurre en los sólidos.

Hay dos tipos de convección: natural y forzado.
Calentar un líquido en una olla o aire en una habitación son ejemplos. convección natural. Para que ocurra, las sustancias deben calentarse desde abajo o enfriarse desde arriba. ¿Por qué exactamente? Si calentamos desde arriba, ¿dónde se moverán las capas calientes de agua y dónde se moverán las frías? (Respuesta: en ninguna parte, ya que las capas calentadas ya están en la parte superior y las capas frías permanecerán debajo)
Se observa convección forzada si el líquido se agita con una cuchara, bomba o ventilador.

Características de convección:

ocurre en líquidos y gases, es imposible en sólidos y vacío;

la sustancia misma se transfiere;

las sustancias deben calentarse desde abajo.

Ejemplos de convección:

1) corrientes marinas y oceánicas frías y cálidas,
2) en la atmósfera, los movimientos verticales del aire conducen a la formación de nubes;
3) enfriamiento o calentamiento de líquidos y gases en diversos dispositivos técnicos, por ejemplo, en refrigeradores, etc., se proporciona enfriamiento por agua de los motores
Combustión interna.

3. Radiación

Todos saben eso El sol es la principal fuente de calor en la Tierra. La tierra se encuentra a una distancia de 150 millones de km de ella. ¿Cómo se transfiere el calor del Sol a la Tierra?
Entre la Tierra y el Sol, fuera de nuestra atmósfera, todo el espacio es un vacío. Y sabemos que la conducción y la convección del calor no pueden ocurrir en el vacío.
¿Cómo se transfiere el calor? Aquí se lleva a cabo otro tipo de transferencia de calor: la radiación.

Radiación es la transferencia de calor en la que la energía se transfiere mediante rayos electromagnéticos.

Se diferencia de la conducción de calor y la convección en que, en este caso, el calor se puede transferir a través del vacío.

Mire un video sobre la radiación.

Todos los cuerpos irradian energía: el cuerpo humano, la estufa, la lámpara eléctrica.
Cuanto más alta es la temperatura corporal, más Radiación termal.

Los cuerpos no solo irradian energía, sino que también la absorben.
Además, las superficies oscuras absorben e irradian energía mejor que los cuerpos con una superficie clara.

caracteristicas de la radiacion:

ocurre en cualquier sustancia;

cuanto más alta es la temperatura corporal, más intensa es la radiación;

tiene lugar en el vacío;

los cuerpos oscuros absorben la radiación mejor que los cuerpos claros e irradian mejor.

Ejemplos del uso de la radiación corporal:

Las superficies de cohetes, aeronaves, globos, satélites, aviones, están pintadas con pintura plateada para que no se calienten con el sol. Si, por el contrario, es necesario utilizar energía solar, las partes de los dispositivos se pintan en un color oscuro.
Las personas usan ropa oscura en invierno (negro, azul, canela), son más cálidas y claras en verano (colores beige, blanco). La nieve sucia se derrite más rápido cuando hace sol que la nieve limpia, porque los cuerpos con una superficie oscura absorben mejor la radiación solar y se calientan más rápido.

IV. Consolidación de los conocimientos adquiridos en ejemplos de tareas.

Juego "Prueba, explica".

Ante ti hay un campo de juego con seis tareas, puedes elegir cualquiera. Después de completar todas las tareas, abrirá refrán sabio y el que muy a menudo lo pronuncia desde las pantallas de televisión.

1. ¿Qué casa es más cálida en invierno si el grosor de las paredes es el mismo? más cálido en casa de madera, ya que la madera contiene un 70% de aire y el ladrillo un 20%. El aire es un mal conductor del calor. Recientemente, se han utilizado ladrillos "porosos" en la construcción para reducir la conductividad térmica.

2. ¿Cómo se transfiere la energía de la fuente de calor al niño? Al niño sentado junto a la estufa, la energía se transfiere principalmente por conducción de calor.

3. ¿Cómo se transfiere la energía de la fuente de calor al niño?
A un niño acostado en la arena, la energía del sol se transfiere por radiación y de la arena por conducción de calor.

4. ¿En cuál de estos vagones se transportan productos perecederos? ¿Por qué? Los productos perecederos se transportan en vagones pintados en el color blanco, ya que dicho automóvil se calienta en menor medida por los rayos del sol.

5. ¿Por qué las aves acuáticas y otros animales no se congelan en invierno?
La piel, la lana y el plumón tienen una conductividad térmica deficiente (la presencia de aire entre las fibras), lo que permite que el cuerpo del animal almacene la energía producida por el cuerpo y se proteja del enfriamiento.

6. ¿Por qué los marcos de las ventanas se hacen dobles?
Entre los marcos contiene aire, que tiene poca conductividad térmica y protege contra la pérdida de calor.

“El mundo es más interesante de lo que pensamos”, Alexander Pushnoy, programa Galileo.

V. Resumen de la lección

¿Con qué tipos de transferencia de calor estamos familiarizados?
– Determinar qué tipo de transferencia de calor juega un papel importante en las siguientes situaciones:

a) calentar agua en una tetera (convección);
b) una persona se calienta con un fuego (radiación);
c) calentamiento de la superficie de la mesa desde la lámpara de mesa incluida (radiación);
d) calentar un cilindro de metal sumergido en agua hirviendo (conducción térmica).

VI. Tareas para el hogar

§ 4, 5, 6, ej. 1 (3), ej. 2(1), ej. 3(1) - por escrito.

VIII. Reflexión

Al final de la lección, invitamos a los estudiantes a discutir la lección: qué les gustó, qué les gustaría cambiar, evaluar su participación en la lección.

Las personas también tienen una conductividad térmica diferente, algunas se calientan como la pelusa, mientras que otras toman el calor como el hierro.

Yuri Serezhkin

La palabra "también" en la declaración anterior muestra que el concepto de "conductividad térmica" se aplica a las personas solo de forma condicional. A pesar de que…

Sabías que: un abrigo de piel no calienta, solo retiene el calor que produce el cuerpo humano.

Esto significa que el cuerpo humano tiene la capacidad de conducir el calor en un sentido literal y no solo figurativo. Todo esto es poesía, de hecho, compararemos calentadores en términos de conductividad térmica.

Lo sabe mejor, porque usted mismo escribió en el motor de búsqueda "conductividad térmica de los calentadores". ¿Qué querías saber exactamente? Y si no hay bromas, entonces es importante conocer este concepto, porque los diferentes materiales se comportan de manera muy diferente cuando se usan. Un punto importante, aunque no clave, en la elección es precisamente la capacidad del material para conducir energía térmica. Si elige el material de aislamiento térmico incorrecto, simplemente no realizará su función, es decir, mantener el calor en la habitación.

Paso 2: Concepto de teoría

De curso escolar Lo más probable es que los físicos recuerden que hay tres tipos de transferencia de calor:

• Convección;
• Radiación;
• Conductividad térmica.

Entonces, la conductividad térmica es un tipo de transferencia de calor o movimiento de energía térmica. Tiene que ver con la estructura interna de los cuerpos. Una molécula transfiere energía a otra. Ahora, ¿quieres una pequeña prueba?

¿Qué tipo de sustancia transmite (transfiere) la mayor cantidad de energía?

• ¿Cuerpos sólidos?
• ¿Líquidos?
• ¿Gases?

Así es, la red cristalina de sólidos es la que más energía transfiere. Sus moléculas están más cerca entre sí y, por lo tanto, pueden interactuar de manera más efectiva. Los gases tienen la conductividad térmica más baja. Sus moléculas están a la mayor distancia entre sí.

Paso 3: ¿Qué puede ser un calentador?

Continuamos nuestra conversación sobre la conductividad térmica de los calentadores. Todos los cuerpos que están cerca tienden a igualar la temperatura entre ellos. Una casa o apartamento, como objeto, busca igualar la temperatura con la calle. ¿Todos los materiales de construcción pueden ser aislantes? No. Por ejemplo, el hormigón permite que el calor fluya de tu casa a la calle demasiado rápido, por lo que el equipo de calefacción no tendrá tiempo de mantener la temperatura deseada en la habitación. El coeficiente de conductividad térmica para el aislamiento se calcula mediante la fórmula:

Donde W es nuestro flujo de calor, y m2 es el área de aislamiento con una diferencia de temperatura de un Kelvin (Es igual a un grado Celsius). Para nuestro hormigón, este coeficiente es 1,5. Esto significa que, condicionalmente, un metro cuadrado de hormigón con una diferencia de temperatura de un grado Celsius puede pasar 1,5 vatios de energía térmica por segundo. Pero, hay materiales con un coeficiente de 0,023. Está claro que tales materiales son mucho más adecuados para el papel de los calentadores. ¿Importa el grosor, preguntas? Obras de teatro. Pero, aquí todavía no puedes olvidarte del coeficiente de transferencia de calor. Para lograr los mismos resultados, necesitará un muro de hormigón de 3,2 m de espesor o una lámina de espuma plástica de 0,1 m de espesor Está claro que, aunque técnicamente el hormigón puede ser un calentador, no es viable económicamente. Es por eso:

El aislamiento se puede llamar un material que conduce la menor cantidad de energía térmica a través de sí mismo, evitando que salga de la habitación y al mismo tiempo costando lo menos posible.

El mejor aislante térmico es el aire. Por lo tanto, la tarea de cualquier aislamiento es crear un espacio de aire fijo sin convección (movimiento) de aire en su interior. Por eso, por ejemplo, la espuma plástica es 98% aire. Los materiales aislantes más comunes son:

• espuma de poliestireno;
• espuma de poliestireno extruido;
• lana mineral;
• penofol;
• penoizol;
• espuma de vidrio;
• espuma de poliuretano (PPU);
• lana ecológica (celulosa);

Las propiedades de aislamiento térmico de todos los materiales enumerados anteriormente se encuentran cerca de estos límites. También vale la pena considerar: cuanto mayor es la densidad del material, más conduce la energía a través de sí mismo. ¿Recuerdas de la teoría? Cuanto más cerca están las moléculas, más eficientemente se conduce el calor.

Paso 4: Compara. Tabla de conductividad térmica de calentadores.

La tabla muestra una comparación de calentadores en términos de conductividad térmica declarada por los fabricantes y correspondiente a GOST:

Tabla comparativa de conductividad térmica materiales de construcción, que no se consideran calentadores:

La tasa de transferencia de calor solo indica la tasa de transferencia de calor de una molécula a otra. Para la vida real, este indicador no es tan importante. Pero no puede prescindir de un cálculo térmico de la pared. La resistencia a la transferencia de calor es el recíproco de la conductividad térmica. Estamos hablando de la capacidad del material (aislamiento) para retener el flujo de calor. Para calcular la resistencia a la transferencia de calor, debe dividir el espesor por el coeficiente de conductividad térmica. El siguiente ejemplo muestra el cálculo de la resistencia térmica de un muro de viga de 180 mm de espesor.

Como puede ver, la resistencia térmica de dicha pared será 1.5. ¿Suficiente? Depende de la región. El ejemplo muestra el cálculo para Krasnoyarsk. Para esta región, el coeficiente de resistencia requerido de las estructuras de cerramiento se establece en 3,62. La respuesta es clara. Incluso para Kyiv, que está mucho más al sur, esta cifra es de 2,04.

La resistencia térmica es el recíproco de la conductividad térmica.

Esto significa que las habilidades casa de madera resistir la pérdida de calor no es suficiente. El calentamiento es necesario, y ya, con qué material, calcule según la fórmula.

Paso 5: Reglas de montaje

Vale la pena decir que todos los indicadores anteriores se dan para materiales SECOS. Si el material se moja, perderá sus propiedades al menos a la mitad, o incluso se convertirá en un "trapo". Por lo tanto, es necesario proteger el aislamiento térmico. La espuma de poliestireno se aísla con mayor frecuencia debajo de una fachada húmeda, en la que el aislamiento está protegido por una capa de yeso. Se aplica una membrana impermeabilizante a la lana mineral para evitar la entrada de humedad.

Otro punto que merece atención es la protección contra el viento. Los calentadores tienen diferente porosidad. Por ejemplo, comparemos las placas de poliestireno expandido y la lana mineral. Si el primero parece sólido, el segundo muestra claramente poros o fibras. Por lo tanto, si está instalando aislamiento térmico fibroso, como lana mineral o lana ecológica, en una cerca arrastrada por el viento, asegúrese de cuidar la protección contra el viento. De lo contrario, el buen comportamiento térmico del aislamiento no será de utilidad.

conclusiones

Entonces, discutimos que la conductividad térmica de los calentadores es su capacidad para transferir energía térmica. El aislante térmico no debe liberar el calor generado por el sistema de calefacción de la casa. La tarea principal de cualquier material es mantener el aire en el interior. Es el gas que tiene la conductividad térmica más baja. También es necesario calcular la resistencia térmica de la pared para conocer el correcto coeficiente de aislamiento térmico del edificio. Si tienes alguna pregunta sobre este tema, déjala en los comentarios.

Tres datos interesantes sobre el aislamiento térmico

• La nieve sirve como aislante térmico para el oso en la guarida.
• La ropa también es un aislante térmico. No nos sentimos muy cómodos cuando nuestro cuerpo intenta igualar temperatura con temperatura. ambiente, que puede ser de -30 grados, en lugar de los habituales 36,6.
• La manta es un aislante térmico. No deja escapar el calor del cuerpo humano.

Prima

Como bono para los curiosos que hayan leído hasta el final un interesante experimento con conductividad térmica: