Condições de medição
Para a medição da capacidade de calor específica, Capacidade térmica específica (cp)A capacidade térmica é uma quantidade física específica do material, determinada pela quantidade de calor fornecida à amostra, dividida pelo aumento de temperatura resultante. A capacidade de calor específica está relacionada a uma unidade de massa do corpo de prova.cp, com o NETZSCH HFM 446 Lambda, ambas as placas são mantidas exatamente na mesma temperatura. Quando não há mais fluxo de calor entre as duas placas, uma etapa de temperatura é inicializada. Os transdutores de fluxo de calor medem o fluxo de calor resultante na amostra; o sinal é então integrado e avaliado. Ao realizar a chamada medição de pilha vazia (sistema sem amostra) antes da medição da amostra, o calor específico do sistema é levado em consideração. O NETZSCH HFM 446 Lambda Small e Medium pode medir a capacidade térmica específica de polímeros sólidos, como poliamida ou PVC, e de materiais de isolamento, como lã de vidro.
Capacidade térmica específica de um isolamento de fibra de vidro
Não apenas a Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica, mas também a capacidade térmica específica dos materiais de isolamento é uma propriedade importante do material no setor de construção. A unidade SI para a capacidade térmica específica é J/(g∙K). Ela fornece informações sobre a quantidade de energia necessária em Joules para aquecer 1 grama do material em 1 grau Kelvin. Os materiais de isolamento com altas capacidades específicas de calor podem amortecer os extremos de temperatura no ambiente externo e contribuir para um clima interno estável. Um dos materiais de isolamento mais importantes ainda é a lã de vidro. No exemplo a seguir, a lã de vidro foi investigada com dois dispositivos diferentes NETZSCH HFM 446 Lambda Medium (para reprodutibilidade) em uma faixa de temperatura de 0°C a 70°C, usando diferentes etapas de temperatura (10 K e 20 K). O tamanho da amostra era de aproximadamente 30 cm x 30 cm x 2,5 cm com uma massa de aproximadamente 300 g.
A Figura 1 mostra os sinais de medição registrados durante a medição da amostra de lã de vidro da temperatura e do fluxo de calor de uma etapa de temperatura de 25°C a 35°C em relação ao tempo. O fluxo de calor combinado resultante (Qtotal) das placas superior e inferior (Qupper e Qlower) representa o consumo total de calor necessário para aquecer a amostra (incluindo as placas). Com base na medição integral e da pilha vazia realizada anteriormente, a capacidade térmica específica a uma temperatura média de 30 °C pode ser determinada.
A Figura 2 mostra a capacidade térmica específica de um isolamento de fibra de vidro entre 0°C e 70°C. O calor específico aumenta com o aumento da temperatura. Os resultados de todas as medições variam dentro de ± 3% em torno do valor médio e estão dentro da faixa esperada para isolamentos de fibra de vidro (<1 J/(g-K) à temperatura ambiente).
Resumo
Essas medições demonstram claramente que o NETZSCH HFM 446 Lambda é capaz de determinar a capacidade térmica específica de large-volume e materiais não homogêneos, tipicamente para aplicações nos setores de construção e isolamento.