Mittausolosuhteet
Ominaislämpökapasiteetin Ominaislämpökapasiteetti (cp)Lämpökapasiteetti on materiaalikohtainen fysikaalinen suure, joka määräytyy näytteeseen syötetyn lämmön määrän ja siitä aiheutuvan lämpötilan nousun perusteella. Ominaislämpökapasiteetti suhteutetaan näytteen massayksikköön.cp mittaamiseksi NETZSCH HFM 446 Lambda-laitteella molemmat levyt pidetään täsmälleen samassa lämpötilassa. Kun näiden kahden levyn välille ei enää synny lämpövirtaa, käynnistetään lämpötila-askel. Lämpövirta-anturit mittaavat näytteeseen tulevan lämpövirran, minkä jälkeen signaali integroidaan ja arvioidaan. Kun ennen näytemittausta suoritetaan niin sanottu tyhjän pinon mittaus (järjestelmä ilman näytettä), järjestelmän ominaislämpö otetaan huomioon. NETZSCH HFM 446 LambdaSmall ja Medium -laitteilla voidaan mitata kiinteiden polymeerien, kuten polyamidin tai PVC:n, ja eristemateriaalien, kuten lasivillan, ominaislämpökapasiteetti.
Lasikuitueristeen ominaislämpökapasiteetti
Lämmönjohtavuuden lisäksi myös eristemateriaalien ominaislämpökapasiteetti on tärkeä materiaaliominaisuus rakennusalalla. Ominaislämpökapasiteetin SI-yksikkö on J/(g∙K). Se kertoo jouleina ilmaistuna energiamäärän, joka tarvitaan 1 gramman materiaalin lämmittämiseen 1 kelvinin asteella. Eristemateriaalit, joilla on suuri ominaislämpökapasiteetti, voivat vaimentaa ulkoympäristön lämpötilan ääri-ilmiöitä ja edistää tasaista sisäilmastoa. Yksi tärkeimmistä eristysmateriaaleista on edelleen lasivilla. Seuraavassa esimerkissä lasivillaa tutkittiin kahdella eri NETZSCH HFM 446 LambdaMedium -laitteella (toistettavuuden vuoksi) lämpötila-alueella 0-70 °C käyttäen eri lämpötilavaiheita (10 K ja 20 K). Näytteen koko oli noin 30 cm x 30 cm x 2,5 cm ja sen massa oli noin 300 g.
Kuvassa 1 esitetään mittaussignaalit, jotka on tallennettu mitattaessa lasivillanäytteen lämpötilaa ja lämpövirtaa yhdellä lämpötila-asteikolla 25 °C:sta 35 °C:seen ajan funktiona. Tuloksena saatu ylemmän ja alemman levyn yhteenlaskettu lämpövirta (Qtotal) (Qupper ja Qlower) edustaa näytteen (levyt mukaan luettuina) lämmittämiseen tarvittavaa kokonaislämmönkulutusta. Integraalin ja aiemmin suoritetun tyhjän pinon mittauksen perusteella voidaan määrittää ominaislämpökapasiteetti 30 °C:n keskilämpötilassa.
Kuvassa 2 esitetään lasikuitueristeen ominaislämpökapasiteetti 0°C:n ja 70°C:n välillä. Ominaislämpökapasiteetti (cp)Lämpökapasiteetti on materiaalikohtainen fysikaalinen suure, joka määräytyy näytteeseen syötetyn lämmön määrän ja siitä aiheutuvan lämpötilan nousun perusteella. Ominaislämpökapasiteetti suhteutetaan näytteen massayksikköön.Ominaislämpökapasiteetti nousee lämpötilan kasvaessa. Kaikkien mittausten tulokset vaihtelevat ± 3 %:n sisällä keskiarvon ympärillä ja ovat lasikuitueristeille odotetulla alueella (<1 J/(g-K) huoneenlämmössä).
Yhteenveto
Nämä mittaukset osoittavat selvästi, että NETZSCH HFM 446 Lambda pystyy määrittämään large-tilavuudeltaan epähomogeenisten ja epähomogeenisten materiaalien ominaislämpökapasiteetin tyypillisesti rakennus- ja eristysalan sovelluksissa.