4. Теплопроводность, теплоёмкость, определения, размерность
Теплопроводность — способность материалов проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал. Теплопроводность зависит от коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м*°С), который равен количеству тепла Q, Дж, проходящего через материал толщиной d = 1 м, площадью S = 1 м2 за время t = 1 ч, при разности температур между поверхностями t2- t1 = 1 °С:
Теплопроводность материалов зависит от их средней плотности, химического состава, структуры, характера пор, влажности. Наиболее существенное влияние на теплопроводность оказывает средняя плотность материалов.
Теплоемкость - способность материалов поглощать тепло при нагревании. Она характеризуется удельной теплоемкостью с, Дж/(кг*°С), которая равна количеству тепла Q, Дж, затраченному на нагревание материала массой m = 1 кг, чтобы повысить его температуру на t2-t1 = 1°С:
Теплоемкость учитывается при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, подогрева материалов в зимний период.
5. Термическое расширение, термостойкость, огнестойкость, огнеупорность, определения, размерность
Термическим расширением называется эффект изменения размеров тела с изменением температуры при постоянном давлении. Это явление обусловлено несимметричностью потенциала взаимодействия атомов вещества, что приводит к ангармонизму колебаний атомов относительно среднего положения. Коэффициент термического расширения - различают линейный и объемный коэффициенты. Коэффициентом линейного расширения называют величину изменения единицы длины испытуемого материала в см/град при изменении температуры на 1°. Соответственно этому, коэффициент объемного расширения представляет собой величину изменения единицы объема в зависимости от изменения температуры на 1°. Единица измерения всех температурных коэффициентов расширения К-1.
Термостойкость — способность материала выдерживать в заданном интервале резкие смены температур без появления признаков разрушения. Она характеризуется максимальной разностью температур, которую выдерживает испытуемый материал во время попеременного нагревания и резкого его охлаждения; зависит от многих факторов и, в частности, от величины коэффициента термического расширения. Чем меньше этот коэффициент, тем выше термостойкость вещества.
Огнестойкость — способность материала противостоять действию огня, т. е. не воспламеняться или воспламеняться с трудом при непосредственном соприкосновении с пламенем в условиях высоких температур. Огнестойкость характеризуется пределом огнестойкости – временем (в минутах) от начала теплового воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления предельного состояния, зависящего от назначения конструкции.
Огнеупорность — свойство строительных материалов противостоять действию высоких температур, не размягчаясь и не превращаясь в жидкое состояние (не расплавляясь).
Показателем огнеупорности для многих тел является температура, при которой образец испытуемого материала, изготовленный в виде трехгранной пирамидки стандартных размеров, деформируется под собственным весом так, что вершина его, плавно изгибаясь, касается основания.
По огнеупорности материалы делят на легкоплавкие — с огнеупорностью ниже 1350° С, тугоплавкие — с огнеупорностью от 1350 до 1580° С и огнеупорные — с огнеупорностью выше 1580° С.