| Published: 

Bahan yang Tidak Homogen - Penentuan Konduktivitas Termal: Pertanyaan tentang Ukuran Sampel

Pendahuluan

Marmer adalah batu alam dengan berbagai sifat fisik yang memungkinkannya digunakan secara luas di berbagai bidang seperti arsitektur, pahatan, dan dekorasi. Marmer memiliki Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang baik, memungkinkannya untuk secara efektif menghantarkan suhu dalam aplikasi seperti lantai atau meja, membuatnya banyak digunakan di dapur dan ruang pendingin. Namun, perlu dicatat bahwa berbagai jenis marmer dapat memiliki sifat fisik yang berbeda, sehingga karakteristik marmer yang dipilih harus diperiksa dengan cermat sebelum digunakan.

Terlepas dari metode pengukurannya, ukuran sampel sering kali menentukan dalam menentukan apakah suatu bahan dianggap "tidak homogen". Secara umum, semakin besar sampel yang diperlukan untuk suatu metode, semakin besar area pengukuran dan dengan demikian semakin kecil pengaruh perbedaan kecil dalam komposisi dan/atau struktur. Oleh karena itu, sampel dari suatu bahan dapat dianggap representatif untuk satu metode, sedangkan untuk metode lain yang menggunakan sampel yang lebih kecil, bahan tersebut mungkin terlalu tidak homogen untuk dianggap representatif. Mungkin perlu untuk memeriksa beberapa sampel untuk dapat sampai pada kesimpulan statistik tentang sifat-sifat tertentu.

Kondisi Pengukuran

Penentuan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal menggunakan TCT 716 Lambda menurut metode GHFM (Guarded Heat Flow Meter) dilakukan pada sampel yang relatif large dengan diameter sekitar 51 mm dan ketebalan beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter. Small ketidakhomogenan di dalam sampel tidak terlalu menentukan.

Hasil Pengukuran

Dua sampel marmer dengan diameter 51 mm dan ketebalan 24,5 mm diperiksa pada dua alat pengukur TCT yang berbeda. Pengukuran dilakukan antara 25°C dan 200°C.

Lingkaran hijau pada gambar 1 menunjukkan pengukuran pada sampel 1; segitiga biru mewakili pengukuran pada sampel 2. Garis solid menunjukkan pengukuran pada TCT pertama; garis putus-putus, pengukuran pada alat pengukur TCT kedua. Perbandingan sampel 1 dan 2 yang diukur pada alat pengukur yang sama menunjukkan perbedaan sekitar 1-3%, dengan sampel 1 cenderung memiliki Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang lebih rendah. Perbedaan untuk sampel yang diukur pada kedua alat TCT berada dalam kisaran yang sama, dengan maksimum 3%. Oleh karena itu, perbedaan antara sampel dapat dianggap tidak signifikan. Meskipun marmer tidak homogen, semua hasil berada dalam kisaran ± 3%.

1) Konduktivitas termal dari dua sampel marmer antara 25°C dan 200°C, diukur dengan dua alat pengukur TCT 716 Lambda yang berbeda.

Ringkasan

TCT 716 Lambda memungkinkan pengukuran pada geometri sampel yang relatif large. Ini berarti bahwa bahkan pengukuran pada material yang sedikit tidak homogen pun tidak menjadi masalah dan menghasilkan akurasi yang memadai.