Warunki pomiaru
W celu pomiaru pojemności cieplnej właściwej, Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp, za pomocą urządzenia NETZSCH HFM 446 Lambda, obie płytki są utrzymywane w dokładnie tej samej temperaturze. Gdy nie ma już strumienia ciepła między dwiema płytkami, inicjowany jest krok temperatury. Przetworniki strumienia ciepła mierzą wynikowy strumień ciepła do próbki; sygnał jest następnie integrowany i oceniany. Wykonując tak zwany pomiar pustego stosu (system bez próbki) przed pomiarem próbki, uwzględnia się ciepło właściwe systemu. Urządzenia NETZSCH HFM 446 Lambda Small i Medium mogą mierzyć pojemność cieplną polimerów stałych, takich jak poliamid lub PVC, oraz materiałów izolacyjnych, takich jak wełna szklana.
Pojemność cieplna właściwa izolacji z włókna szklanego
Nie tylko Przewodność cieplnaPrzewodność cieplna (λ z jednostką W/(m-K)) opisuje transport energii - w postaci ciepła - przez ciało o masie w wyniku gradientu temperatury (patrz rys. 1). Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, ciepło zawsze przepływa w kierunku niższej temperatury.przewodność cieplna, ale takżePojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki. pojemność cieplna właściwa materiałów izolacyjnych jest ważną właściwością materiałów w sektorze budowlanym. Jednostką pojemności cieplnej właściwej w układzie SI jest J/(g∙K). Daje ona informację o ilości energii potrzebnej w dżulach do podgrzania 1 grama materiału o 1 stopień Kelvina. Materiały izolacyjne o wysokiej pojemności cieplnej właściwej mogą tłumić ekstremalne temperatury w środowisku zewnętrznym i przyczyniać się do stabilnego klimatu w pomieszczeniach. Wciąż jednym z najważniejszych materiałów izolacyjnych jest wełna szklana. W poniższym przykładzie wełna szklana została zbadana za pomocą dwóch różnych urządzeń NETZSCH HFM 446 Lambda Medium (w celu zapewnienia powtarzalności) w zakresie temperatur od 0°C do 70°C przy użyciu różnych kroków temperatury (10 K i 20 K). Rozmiar próbki wynosił około 30 cm x 30 cm x 2,5 cm przy masie około 300 g.
Rysunek 1 przedstawia sygnały pomiarowe zarejestrowane podczas pomiaru próbki wełny szklanej temperatury i strumienia ciepła w jednym kroku temperatury od 25°C do 35°C w funkcji czasu. Wynikowy łączny strumień ciepła (Qtotal) górnej i dolnej płyty (Qupper i Qlower) reprezentuje całkowite zużycie ciepła niezbędne do podgrzania próbki (w tym płyt). Na podstawie całki i wcześniej przeprowadzonego pomiaru pustego stosu można określić pojemność cieplną właściwą przy średniej temperaturze 30°C.
Rysunek 2 przedstawia pojemność cieplną izolacji z włókna szklanego w zakresie od 0°C do 70°C. Ciepło właściwe rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Wyniki wszystkich pomiarów wahają się w granicach ± 3% wokół wartości średniej i mieszczą się w oczekiwanym zakresie dla izolacji z włókna szklanego (<1 J/(g-K) w temperaturze pokojowej).
Podsumowanie
Pomiary te wyraźnie pokazują, że NETZSCH HFM 446 Lambda jest w stanie określić pojemność cieplną właściwą large-objętościowych i niejednorodnych materiałów typowych dla zastosowań w budownictwie i przemyśle izolacyjnym.