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1.1.3 材料的热工性质
1.导热性
材料传导热量的性能称为导热性。材料的导热性用导热系数表示。
导热系数是指单位厚度的材料,当两个相对侧面温差为1K时,在单位时间内通过单位面积的热量。计算式为:
式中 λ——导热系数[W/(m·K)];
Q——传导的热量(J);
d——材料的厚度(m);
A——传热面积(m2);
z——传热时间(s);
t2-t1——材料两侧面的温差(K)。
材料的导热系数与材料的成分、构造等因素有关。金属材料的导热系数远远高于非金属材料。对于非金属材料,孔隙率大并且具有封闭孔隙的材料导热系数较小,因为不流动的密闭空气的导热系数很小[λ=0.023W/(m·K)]。若材料孔隙是连通的,由于能形成空气对流,导热系数就会增高。水和冰的导热系数很大[λ水=0.58/W(m·K),λ冰=2.20/W(m·K)],所以对于建筑结构中的保温绝热材料,在施工中必须采取措施使其处于干燥状态。
材料的导热系数也会随着材料温度的升高而提高。
2.热容量
材料加热时吸收热量、冷却时放出热量的性质,称为热容量。热容量反映了1g材料温度升高或降低1K时,所吸收或放出的热量,用比热容表示。其计算式为:
式中 c——材料的比热容[J/(g·K)];
Q——材料吸收或放出的热量(J);
m——材料的质量(g);
t2-t1——材料受热或冷却前后的温差(K)。
材料的比热容与质量的乘积称为材料的热容量值,即Q溶=c·m。材料的热容量值对保持室内温度的稳定有很大作用。热容量值较大的材料,能在热流变动或采暖、空调工作不均衡时,缓和室内温度的波动。