Pusz

Liczba Biota – jest to jedna z liczb podobieństwa. Wyraża stosunek przejmowania ciepła przez ciało do oporu przejmowania ciepła z jego powierzchni. Wykorzystywana jest głównie do obliczeń w przypadku nieustalonej wymiany ciepła. $Bi = \frac{\text{αL}}{\lambda}$=$\frac{\text{Rλ}}{\text{Rα}}$,gdzie
α-współczynnik przejmowania ciepła
λ-współczynnik przewodzenia ciepła materiału
l-długość charakterystyczna (stosunek objętości ciała do jego powierzchni)
R_α-opór przejmowania ciepła
R_λ=opór przewodzenia ciepła

Stała Plancka-podstawowa stała fizyczna, inaczej kwant działania. Jej wartość wynosi:
h=6,6249110^-34 Js. Planck stwierdził, że energia nie może być wypromieniowywana w ciągłych ilościach, a jedynie w postaci kwantów o wielkości hv gdzie v jest częstotliwością.

Prawo Kirchhoffa – wykorzystujemy do obliczania standardowej entalpii reakcji w interesującej nas temperaturze na podstawie znajomości standardowej entalpii w innej temperaturze oraz pojemności cieplnych produktów i substratów w tym zakresie temperatury. Prawo jest wyrażone równaniem:

Gdzie: ΔrH’T₂-standardowa entalpia reakcji w temperaturze T₂
ΔrH’T₁-standardowa entalpia w reakcji w temperaturze T₁
T-temperatura
ΔrC’p-różnica pomiędzy molowymi pojemnościami cieplnymi produktów i substratów w warunkach standardowych z uwzględnieniem ich czynników stechiometrycznych

Entalpia (H) (zawartość ciepła) — w termodynamice wielkość fizyczna będąca funkcją stanu mająca wymiar energii , będąca też potencjałem termodynamicznym

gdzie, H-entalpia układu
U-energia wewnętrzna układu
p-ciśnienie
V-objętość

Ciało doskonale czarne jest to ciało, które całkowicie pochłania padające na nie promieniowanie.

Prawo Stefana-Boltzmanna – całkowita energia emitowana w jednostce czasu przez jednostkę na powierzchni dla ciała doskonale czarnego, jest proporcjonalna do czwartej potęgi temperatury bezwzględnej tego ciała

Φ_c = σT⁴ ,
gdzie, σ=5,6697*10^-8 W/m²K⁴ stała Stefana-Boltzmanna

$$q = - \lambda\frac{\partial T}{\partial x}$$

Gdzie, q-gęstość strumienia ciepła[W/m2]
λ-współczynnik przewodzenia ciepła[W/mK]
T-temperatura[K]
x-współrzędna liniowa[m]

λ-zależy od rodzaju ciała, jego gęstości, struktury, temperatury, ciśnienia oraz wielu innych czynników. NIE ZALEŻY OD GRUBOŚCI CIAŁA.

Przewodność cieplna istotna – dla ośrodka jednorodnego

Przewodność cieplna efektywna – różne wartości w różnych punktach ciała

Sposoby pomiaru λ:

– w stanie ustalonym (stacjonarnym) – metody ustalonego strumienia cieplnego umożliwiają wyznaczenie współczynnika przewodności cieplnej na podstawie bezpośredniego gradientu temperatury i wywołanego nim strumienia ciepła

-w stanie nieustalonym (niestacjonarnym) – marą przepływu ciepła w stanie niestacjonarnym jest dyfuzyjność cieplna.

-quasi-stacjonarne – badanie gradientu temperatury i wywołanego nim strumienia ciepła ograniczone w czasie, a następnie wyniki są aproksymowane matematycznie

Straty ciepła do otoczenia wynikają z:

-konwekcji­-jest to proces przenoszenia ciepła wynikający z makroskopowego ruchu materii w dowolnej substancji. Czasami przez konwekcję rozumie się również sam ruch materii związanych z różnicami temperatur, który prowadzi do przenoszenia ciepła. Konwekcja może być swobodna lub wymuszona.

-promieniowania-energia wyemitowana przez materię w formie fal elektromagnetycznych lub fotonów jako efekt zmiany w konfiguracji elektronowej atomów lub cząstek

-przewodzenia-przekazywanie energii od jednej cząstki do drugiej, za pośrednictwem ruchu drgającego tych cząstek. Dotyczy bezpośredniego kontaktu ciała z ciałem lub części ciała z ciałem, oraz przenoszeniu energii wewnątrz ośrodka materialnego z miejsc o temperaturze wyższej do miejsc o temperaturze niższej, przy czym poszczególne cząstki rozpatrywanego układu nie wykazują większych zmian położenia.

Warunki brzegowe w badaniu laboratoryjnym: stan temperatury w chwili początkowej, charakter wymiany ciepła(wyłącznie promieniowanie i stykowa wymiana ciepła)

Wycechowanie urządzenia: wyznaczenie mocy strat na elemencie grzejnym, spadku temperatur na styku, ustalenie minimalnego czasu pomiaru.

Straty mocy w aparacie pomiarowym występują pod postacią strat ciepła na radiację do otoczenia.

Wyznaczanie spadku tempratury na styku: powierzchnia grzałki oraz chłodnicy mają pewną chropowatość, co powoduje że styk między nimi a próbką występuje jedynie na części powierzchni. Aby wyznaczyć te spadki, pomiędzy grzałką a chłodnicą umieszcza się folie aluminiową, gdyż przewodność cieplna folii jest na tyle wysoka, że straty na jej warstwie zostaną pominięte.

Aparat jednopłytowy Poensgena - Najstarszą metodą pomiaru współczynnika

przewodzenia ciepła jest zaproponowana przez Poensgena metoda płyty, polegająca na umieszczeniu

badanego materiału w formie płyty pomiędzy powierzchniowym źródłem ciepła i powierzchnią

chłodzącą. Zasada działania przyrządu polega na przepuszczaniu przez próbkę określonego strumienia

ciepła, zmierzeniu różnic temperatur powstałych przy ustalonym przepływie ciepła na powierzchniach

doprowadzenia i odprowadzenia ciepła.

Metoda gorącego drutu - W próbce badanego materiału umieszcza się drut o określonej oporności

przez który przepuszcza się prąd stały o znanym natężeniu. Przepływ prądu powoduje wzrost

temperatury w drucie, który staje się liniowym źródłem ciepła w badanym materiale. Rezystancja drutu jest wskaźnikiem temperatury i przewodności cieplnej drutu. Im lepsza przewodność tym temperatura maksymalna niższa. Minimalne wymiary materiału powinny być zapisane w opisie stanowiska.
Metoda impulsu laserowego. Jest to odmiana metody fali cieplnej, która znajduje zastosowanie

dla materiałów o dużym współczynniku przewodności cieplnej oraz gdy wymagane są niewielkie

rozmiary próbek i szybki czas pomiaru. Badany materiał w kształcie płyty doprowadza się do

temperatury pomiaru, a następnie na górę płyty skierowuje się krótki impuls świetlny o określonej

energii z laser bądź z lampy błyskowej. Ciepło rozchodzi się w materiale powodując wzrost

temperatury po drugiej stronie powierzchni płyty, gdzie jest ona mierzona za pomocą czujnika

podczerwieni. Dzięki znajomości zależności wzrostu temperatury w czasie, wyznacza się dyfuzyjność

cieplną materiału.

Współczynnik przewodzenia szkła:

Szkło piankowe białe – 0.12

Szkło piankowe czarne -0.07

Szkło okienne – 0.8/0.78

Szkło zbrojone – 1.15

Szkło organiczne (pleksiglas) – 1.15

Współczynik przewodzenia laminatu epoksydowo-szklanego(?)

PMMA:

Wytłaczane – 0,19

Wylewane – 0,17

PMMA – 0,18 (inne źródło)

Ala ma kota