30.Методи визначення характеристик теплофізичних властивостей матеріалів.

Усі методи, що використовуються у даний час для визначення теплофізичних властивостей матеріалів, можна поділити на дві групи:

• методи, що грунтуються на усталеному стаціонарному теплообміні, коли в різні відрізки часу через матеріал або систему матеріалів проходить однакова кількість теплоти. До цієї групи належать калориметричний і порівняльний методи;

• методи, що грунтуються на неусталеному, нестаціонарному теплообміні, коли через матеріал у рівні проміжки часу проходить різна кількість теплоти. У цій групі найбільше поширення отримав метод плоского бікалориметра.

Калориметричний метод. У калориметричному методі враховується кількість теплоти, що проходить через зразок матеріалу. Найчастіше прилади для даного методу мають нагрівачі з охоронною системою. При цьому кількість теплоти визначається за витратами електроенергії у нагрівачі за певний відрізок часу; температура обох боків зразка матеріалу визначається термометрами.

Порівняльний метод. Порівняльний метод грунтується на обмінному розподілі температур при проходженні певного теплового потоку від нагрівача через еталон і досліджуваний зразок при стаціонарному теплообміні. Коефіцієнт теплопровідності еталону заздалегідь відомий.

Вище наведені методи найчастіше застосовують для встановлення кофіцієнтів теплопровідності взуттєвих матеріалів.

Метод бікалориметра. Метод бікалориметра грунтується на регулярному тепловому режимі.

Відомо, що процес охолодження або нагрівання тіла в середовищі з постійною температурою і коефіцієнтом теплопередачі з часом вступає в фазу з одноманітно змінюваним полем температур, яке підпорядковується експоненціальному закону. Даний стан тіла отримав назву регулярного теплового режиму.

Бікалориметр складається з пустотілої дюталюмінєвої трубі з кришками, що мають кільця. Замір температури ядра і навколишнього середовища здійснюється диференціальню терммопарою. На бікалориметр надівають досліджуваний матеріал або систему матеріалів, і все це охолоджується у спокійному або рухомому повітрі в регулярному тепловому режимі.

29.Здатність матеріалів змінювати чи зберігати свої властивості під дією теплової енергії.

Теплофізичні властивості характеризують швидкість процесів нагрівання та охолодження. Знання й аналіз теплофізичних характеристик продуктів (теплоємності, коефіцієнта теплопровідності, коефіцієнта температуропроводності) дозволяє вибрати методи й оптимальні режими процесів теплової обробки, правильного зберігання цих продуктів.

Характеризується теплоємністю та термостійкістю: Коефіцієнт лінійного розширення; Коефіцієнт об’ємного розширення.

Теплоє́мність — фізична величина, яка визначається кількістю теплоти, яку потрібно надати тілу для підвищення його температури на один градус.

Термостійкість — властивість крихких матеріалів зберігати механічні характеристики і структуру при одно- або багаторазовій термічній дії. Визначається здатністю матеріалу чинити опір, не руйнуючись, термічним напруженням, зумовленим зміною температури при нагріванні або охолодженні.За термостійкістю матеріали поділяють на: Термостійкі, Жаростійкі, Морозостійкі.

У загальному випадку газу, рідини чи твердого тіла, коефіцієнт об'ємного теплового розширення має вигляд

Індекс p означає, що тиск залишається сталим під час розширення, а індекс V підкреслює, що це об'ємне (не лінійне) розширення. У випадку газу, факт сталості тиску є важливим, тому що об'єм газу суттєво залежить від тиску, а також температури. Для газів невеликої густини ця залежність описується рівнянням стану ідеального газу.

Коефіцієнт лінійного теплового розширення визначається як відношення зміни лінійних розмірів матеріалу до зміни температури. Отже, це відносна зміна довжини на градус зміни температури. Знехтувавши тиском, можна записати:

де L - лінійний розмір (наприклад, довжина) і dL / dT - зміна лінійного розміру на одиницю зміни температури.