2335501532

3.2.1

Ochrona cieplna Podstawy fizyczne

Energia cieplna i przepływ ciepła

Ciepło jest formę przekazywania energii, która jest związana z drganiami atomów lub molekuł w gazach, cieczach i ciałach stałych. Zmiana ruchu cząstek ciała jest równoznaczna ze zmianą stanu cieplnego ciała. Energię cieplną można pozyskiwać w procesie zmiany postaci innego rodzaju energii, np. energii elektrycznej.

Ciepło (ilość ciepła)

Q, W-s lub J

Temperatura

Temperatura jest informacją o stanie energetycznym ciała. Jest ona umowną wielkością fizyczną, do jej liczbowego określania używa się dwóch skal: Celsjusza i Kelvina, -»□ 3.2.1/4,

Zero w skali Celsjusza jest prawie identyczne z temperaturą mieszaniny kriogenicznej (mieszaniny wody z lodem). W skali Kelvina zero stopni odpowiada zeru absolutnemu. W temperaturze zera absolutnego ustaje jakikolwiek ruch czą-

Temperatura T, °C

Różnica temperatur AT, K

Temperaturę zwykle mierzy się w stopniach Celsjusza, a różnicę temperatur podaje się w stopniach Kelvina.

Ruch ciepła

Jeśli w obrębie ciała występuje różnica temperatur, albo też pojawia się różnica temperatur pomiędzy dwoma ciałami, to zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki uruchamiana jest naturalna dążność do wyrównywania temperatury. Energia cieplna przepływa od ciała cieplejszego do chłodniejszego tak długo, dopóki temperatury nie zostaną wyrównane. Przepływ ciepła może się odbywać na różne sposoby: poprzez przewodzenie ciepła, konwekcję i promieniowanie.

Przewodzenie ciepła

Przewodzenie ciepła to bezpośrednie przekazywanie energii kinetycznej od jednej molekuły do drugiej. Intensywność przewodzenia ciepła zależy od struktury i właściwości danego materiału. Straty cieplne z budynku przez przegrody budowlane są związane głównie z przewodzeniem ciepła ->□ 3.2.1/5.

Konwekcja (unoszenie)

Konwekcyjne przenoszenie ciepła polega na makroskopowym ruchu ogrzanych cząstek gazu lub cieczy. Miejscowa różnica temperatur wywołuje konwekcję swobodną, tj. ruch cząstek na skutek zmiany gęstości powietrza -*□ 3.2.1/6. Przy użyciu wentylatora można natomiast wywołać konwekcję wymuszoną.

Promieniowanie cieplne

Promieniowanie cieplne to forma wymiany energii między dwoma ciałami, które nie stykają się wzajemnie ze sobą. Promieniowanie padające na powierzchnię ciała stałego jest częściowo absorbowane, a częściowo odbijane. Ciała o ciemnym kolorze absorbują więcej energii słonecznej niż jasne i ogrzewają się w ten sposób do wyższej temperatury. Promieniowanie słoneczne, a także promieniowanie od innych źródeł ciepła w budynku skutecznie podnosi temperaturę wnętrza. -»□ 3.2.1 n.

Stacjonarny/niestacjonarny przepływ ciepła

Jeśli przepływ ciepła odbywa się w warunkach stałych temperatur otoczenia, to mamy do czynienia ze stacjonarnym ruchem ciepła (takie założenie przyjmuje się

zwykle przy opisie wymiany ciepła w warunkach zimowych). Niestacjonarny przepływ ciepła występuje wtedy, gdy temperatury ulegają szybkim zmianom w czasie, np. wahania temperatury zewnętrznej lub wewnętrznej, kontakt bosej stopy z podłogą itp.

3.2.	/5_
TTW .
;	i

3.2.1/6
			. £
	1 ^ ^ I —I
	Ł£J1 £44.