de Izolare Termică
izolare Termică este procesul de reducere a transferului de căldură între obiecte în contact termic sau în intervalul de radiativ influență. Izolațiile termice constau din materiale cu conductivitate termică scăzută combinate pentru a obține o conductivitate termică și mai mică a sistemului., Izolarea termică poate fi realizată prin metode sau procese special concepute, precum și cu forme și materiale de obiect adecvate.,
a se Vedea de asemenea: conductivitate Termică
Din punct de vedere microscopic, de transport al energiei termice în solide pot fi, în general, din cauza a două efecte:
- migrarea electronilor liberi
- zăbrele de vibrație valuri (fononi)
Când electronilor și fononilor transporta energia termică care să conducă la conducta de transfer de căldură într-un solid, conductivitatea termică poate fi exprimat ca:
k = ke + km / h
Metale, în general, au conductivitate electrică ridicată și conductivitate termică ridicată., Aceste proprietăți provin în special din faptul că electronii lor exteriori (electroni liberi) sunt delocalizați. Contribuția lor la conductivitatea termică este foarte mare și este menționată ca conductivitatea termică electronică, ke. Ca urmare, metalele sunt conductori termici foarte buni în loc de izolatori termici.pentru solidele nemetalice, k este determinat în principal de kph, care crește pe măsură ce frecvența interacțiunilor dintre atomi și zăbrele scade. De fapt, conducerea termică cu zăbrele este mecanismul dominant de conducere termică în nemetale, dacă nu singurul., În solide, atomii vibrează în jurul pozițiilor lor de echilibru (rețeaua cristalină). Vibrațiile atomilor nu sunt independente una de cealaltă, ci sunt destul de puternic cuplate cu atomii vecini. Regularitatea aranjamentului de zăbrele are un efect important asupra kph, cu materiale cristaline (bine ordonate), cum ar fi cuarțul, având o conductivitate termică mai mare decât materialele amorfe, cum ar fi sticla.trebuie adăugat, izolarea termică se bazează în primul rând pe conductivitatea termică foarte scăzută a gazelor., Gazele posedă proprietăți slabe de conducere termică în comparație cu lichidele și solidele și, astfel, formează un bun material izolant dacă pot fi prinse (de exemplu, într-o structură asemănătoare spumei). Aerul și alte gaze sunt, în general, izolatori buni. Dar beneficiul principal este în absența convecției. Prin urmare, multe materiale izolante (e.g.polistiren) funcția pur și simplu de a avea un număr mare de gaz-a umplut buzunarele care împiedică convecția pe scară largă., Alternarea buzunarului de gaz și a materialului solid determină ca căldura să fie transferată prin mai multe interfețe, determinând scăderea rapidă a coeficientului de transfer de căldură.trebuie remarcat faptul că pierderile de căldură din obiectele mai fierbinți apar prin trei mecanisme (fie individual, fie în combinație):
- conducta de căldură
- convecția de căldură
- radiația termică
până în prezent nu am discutat despre radiația termică ca mod de pierderi de căldură. Transferul de căldură prin radiație este mediat de radiațiile electromagnetice și, prin urmare, nu necesită niciun mediu pentru transferul de căldură., De fapt, transferul de energie prin radiație este cel mai rapid (la viteza luminii) și nu suferă atenuare în vid. Orice material care are o temperatură peste zero absolut emite o anumită energie radiantă. Cea mai mare parte a energiei de acest tip se află în regiunea infraroșu a spectrului electromagnetic, deși o parte din ea se află în regiunea vizibilă. Pentru a reduce acest tip de transfer de căldură, trebuie utilizate materiale cu emisivitate scăzută. Emisivitate, ε, de pe suprafața unui material este eficacitatea sa în emite energie ca radiație termică și variază între 0.0 și 1.0., În general, metalele lustruite au o emisivitate foarte scăzută și, prin urmare, sunt utilizate pe scară largă pentru a reflecta energia radiantă înapoi la sursa sa, ca în cazul păturilor de prim ajutor.
