شروط القياس
لقياس السعة الحرارية النوعية، cp، باستخدام جهاز NETZSCH HFM 446 Lambda، يتم تثبيت كلا اللوحين عند نفس درجة الحرارة بالضبط. عندما لا يكون هناك المزيد من التدفق الحراري بين اللوحين، تتم تهيئة خطوة درجة الحرارة. تقيس محولات التدفق الحراري التدفق الحراري الناتج في العينة؛ ثم يتم دمج الإشارة وتقييمها. من خلال إجراء ما يسمى بقياس المكدس الفارغ (نظام بدون عينة) قبل قياس العينة، يتم أخذ الحرارة النوعية للنظام في الاعتبار. يمكن لجهازي NETZSCH HFM 446 Lambda الصغير والمتوسط قياس السعة الحرارية النوعية للبوليمرات الصلبة مثل البولي أميد أو PVC، والمواد العازلة مثل الصوف الزجاجي.
السعة الحرارية النوعية لعزل الألياف الزجاجية
لا تقتصر السعة الحرارية على التوصيل الحراري فحسب، بل السعة الحرارية النوعية لمواد العزل أيضًا خاصية مهمة للمواد في قطاع البناء. ووحدة السعة الحرارية النوعية في النظام الدولي للوحدات هي J/(g ∙ K). وهي تعطي معلومات عن كمية الطاقة اللازمة بالجول لتسخين 1 جرام من المادة بمقدار 1 درجة كلفن. يمكن لمواد العزل ذات السعات الحرارية النوعية العالية أن تخفف من درجات الحرارة القصوى في البيئة الخارجية وتساهم في استقرار المناخ الداخلي. ولا يزال الصوف الزجاجي أحد أهم مواد العزل. في المثال التالي، تم فحص الصوف الزجاجي باستخدام جهازين مختلفين من NETZSCH HFM 446 LambdaMedium (للتكرار) ضمن نطاق درجة حرارة من 0 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية باستخدام درجات حرارة مختلفة (10 كلفن و20 كلفن). كان حجم العينة 30 سم × 30 سم × 2.5 سم تقريبًا بكتلة 300 جم تقريبًا.
ويوضح الشكل 1 إشارات القياس المسجلة أثناء قياس عينة الصوف الزجاجي لدرجة الحرارة والتدفق الحراري لخطوة واحدة لدرجة الحرارة من 25 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية مقابل الزمن. ويمثل التدفق الحراري المجمع الناتج (Qtotal) للوحين العلوي والسفلي (Qupper وQlower) إجمالي استهلاك الحرارة اللازم لتسخين العينة (بما في ذلك اللوحين). بناءً على التكامل وقياس المكدس الفارغ الذي تم إجراؤه سابقًا، يمكن تحديد السعة الحرارية النوعية عند درجة حرارة متوسطة تبلغ 30 درجة مئوية.
يوضح الشكل 2 السعة الحرارية النوعية لعزل الألياف الزجاجية بين 0 درجة مئوية و70 درجة مئوية. ترتفع الحرارة النوعية مع زيادة درجة الحرارة. وتختلف نتائج جميع القياسات في حدود ± 3% حول القيمة المتوسطة وهي ضمن النطاق المتوقع لعوازل الألياف الزجاجية (<1 جول/(g-K) في درجة حرارة الغرفة).
الملخص
تُظهر هذه القياسات بوضوح أن جهاز NETZSCH HFM 446 Lambda قادر على تحديد السعة الحرارية النوعية للمواد كبيرة الحجم وغير المتجانسة عادةً للتطبيقات في صناعات البناء والعزل.