Isolamento Termico
isolamento Termico è il processo di riduzione del trasferimento di calore tra gli oggetti in contatto termico o nella gamma di radiativo influenza. Gli isolamenti termici sono costituiti da materiali a bassa conducibilità termica combinati per ottenere una conduttività termica del sistema ancora inferiore., L’isolamento termico può essere ottenuto con metodi o processi appositamente progettati, nonché con forme e materiali di oggetti adatti.,
Vedi anche: conducibilità Termica
Dal punto di vista microscopico, di trasporto, di energia termica nei solidi possono essere generalmente dovuto a due effetti:
- la migrazione di elettroni liberi
- reticolo di onde vibrazionali (fononi)
Quando gli elettroni e fononi portare energia termica leader per la conduzione di trasferimento di calore in un solido, la conducibilità termica può essere espressa come:
k = ke + km / h
i Metalli in generale, hanno alta conducibilità elettrica e ad alta conducibilità termica., Queste proprietà derivano soprattutto dal fatto che i loro elettroni esterni (elettroni liberi) sono delocalizzati. Il loro contributo alla conducibilità termica è molto alto e viene indicato come la conducibilità termica elettronica, ke. Di conseguenza, i metalli sono conduttori termici molto buoni invece degli isolanti termici.
Per i solidi non metallici, k è determinato principalmente da kph, che aumenta al diminuire della frequenza delle interazioni tra gli atomi e il reticolo. Infatti, la conduzione termica del reticolo è il meccanismo di conduzione termica dominante nei non metalli, se non l’unico., Nei solidi, gli atomi vibrano sulle loro posizioni di equilibrio (reticolo cristallino). Le vibrazioni degli atomi non sono indipendenti l’una dall’altra, ma sono piuttosto fortemente accoppiate con gli atomi vicini. La regolarità della disposizione del reticolo ha un effetto importante sul kph, con materiali cristallini (ben ordinati) come il quarzo che hanno una conduttività termica più elevata rispetto ai materiali amorfi come il vetro.
Deve essere aggiunto, l’isolamento termico si basa principalmente sulla bassissima conduttività termica dei gas., I gas possiedono scarse proprietà di conduzione termica rispetto ai liquidi e ai solidi, e quindi rendono un buon materiale isolante se possono essere intrappolati (ad esempio in una struttura simile alla schiuma). Aria e altri gas sono generalmente buoni isolanti. Ma il vantaggio principale è in assenza di convezione. Pertanto, molti materiali isolanti (ad es. polistirolo) funzionano semplicemente avendo un gran numero di tasche piene di gas che impediscono la convezione su larga scala., L’alternanza della tasca del gas e del materiale solido fa sì che il calore debba essere trasferito attraverso molte interfacce causando una rapida diminuzione del coefficiente di trasferimento del calore.
deve essere indicato, le perdite di calore caldo oggetti avviene attraverso tre meccanismi (singolarmente o in combinazione):
- Conduzione di Calore
- Convezione di Calore
- la Radiazione Termica
finora non abbiamo discusso la radiazione termica di una modalità di perdite di calore. Il trasferimento di calore di radiazione è mediato dalla radiazione elettromagnetica e quindi non richiede alcun mezzo per il trasferimento di calore., Infatti, il trasferimento di energia per radiazione è più veloce (alla velocità della luce) e non subisce alcuna attenuazione nel vuoto. Qualsiasi materiale che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto emette una certa energia radiante. La maggior parte dell’energia di questo tipo si trova nella regione infrarossa dello spettro elettromagnetico, anche se parte di essa si trova nella regione visibile. Per ridurre questo tipo di trasferimento di calore, è necessario utilizzare materiali con bassa emissività. L’emissività, ε, della superficie di un materiale è la sua efficacia nell’emettere energia come radiazione termica e varia tra 0,0 e 1,0., In generale, i metalli lucidati hanno un’emissività molto bassa e quindi sono ampiamente utilizzati per riflettere l’energia radiante alla sua fonte come nel caso delle coperte di primo soccorso.
