Условия за измерване
За измерване на специфичния топлинен капацитет, Специфичен топлинен капацитет (cp)Топлинният капацитет е физична величина, специфична за материала, която се определя от количеството топлина, подадено на образеца, разделено на полученото увеличение на температурата. Специфичният топлинен капацитет се отнася за единица маса на образеца.cp, с помощта на NETZSCH HFM 446 Lambda, двете плочи се държат при абсолютно еднаква температура. Когато вече няма топлинен поток между двете плочи, се инициира температурна стъпка. Преобразувателите на топлинен поток измерват получения топлинен поток в образеца; след това сигналът се интегрира и оценява. Чрез извършване на т.нар. измерване на празен стек (система без проба) преди измерването на пробата се взема предвид специфичната топлина на системата. Устройствата NETZSCH HFM 446 Lambda Small и Medium могат да измерват специфичния топлинен капацитет на твърди полимери, като полиамид или PVC, и на изолационни материали, като стъклена вата.
Специфичен топлинен капацитет на изолация от стъклени влакна
Не само топлопроводимостта, но и специфичният топлинен капацитет на изолационните материали е важно свойство на материалите в строителния сектор. Единицата SI за специфичния топлинен капацитет е J/(g∙K). Той дава информация за количеството енергия, необходимо в джаули за загряване на 1 грам от материала с 1 градус по Келвин. Изолационните материали с висок специфичен топлинен капацитет могат да смекчат екстремните температури във външната среда и да допринесат за стабилен климат в помещенията. Все още един от най-важните изолационни материали е стъклената вата. В следващия пример стъклената вата е изследвана с две различни устройства NETZSCH HFM 446 Lambda Medium (за възпроизводимост) в температурния диапазон от 0°C до 70°C, като са използвани различни температурни стъпки (10 K и 20 K). Размерът на пробата е приблизително 30 cm x 30 cm x 2,5 cm с маса приблизително 300 g.
На фигура 1 са показани измервателните сигнали, записани по време на измерването на образеца от стъклена вата на температурата и топлинния поток на една температурна стъпка от 25°C до 35°C в зависимост от времето. Полученият комбиниран топлинен поток (Qtotal) на горната и долната плоча (Qupper и Qlower) представлява общата консумация на топлина, необходима за нагряване на образеца (включително плочите). Въз основа на интеграла и на извършеното преди това измерване на празния стек може да се определи специфичният топлинен капацитет при средна температура от 30 °C.
На фигура 2 е показан специфичният топлинен капацитет на изолация от стъклени влакна между 0°C и 70°C. Специфичната топлина нараства с увеличаване на температурата. Резултатите от всички измервания варират в рамките на ± 3 % около средната стойност и са в рамките на очаквания диапазон за изолациите от стъклени влакна (<1 J/(g-K) при стайна температура).
Резюме
Тези измервания ясно показват, че NETZSCH HFM 446 Lambda е способен да определя специфичния топлинен капацитет на large-обемни и нехомогенни материали, типични за приложения в строителната и изолационната индустрия.