Теплопроводность стен.
При строительстве современных домов необходимо учитывать не только комфортабельность жилья, но и его энергоэкономичность. В первую очередь это относится к уменьшению теплопотерь. Этого можно добиться, применяя современные теплоизолирующие материалы. Но наличия одних материалов мало. Надо еще и уметь рассчитать, как правильно их использовать.
При изучении физики студентам строительных специальностей встречаются задачи на вычисление потерь тепла разным материалами. Рассмотрим решение типовой задачи на эту тему.
Условие задачи. Внешняя сторона кирпичной стены площадью 40 м2 имеет температуру -16°С, а температура внутри помещения поддерживается равной 25°С. Толщина стены 37 см. Обогреватель какой мощности должен находится в помещении, если считать, что все тепло теряется только через эту стену. Теплопроводность данной марки кирпича 0,4 Вт/(м*К).
Решение. Для вычисления тепла, теряемого за время t, воспользуемся законом Фурье. В простейшем случае, когда толщина стены одинакова по всей площади, и теплопроводность одинакова во всех точках, этот закон имеет вид Q=-xSt(T1-T2)/d
x – теплопроводность;
S – площадь стены;
t – время;
T1 и T2- начальная и конечная температура;
d – толщина стены.
* * *
строительство домов дешево
* * *
Тепло, теряемое стенами, должен компенсировать обогреватель, поэтому он за время t выделяет тоже количество теплоты Q.
Мощность можно найти по формуле N=Q/t
Подставляя в нее выражение для Q, получим
N==-xSt(T1-T2)/(d*t)= =-xS (T1-T2)/d=-0,4*40* (-16-25) /0,37=1773 (Вт)
Ответ: 1773 Вт.
Если полученное значение многовато, то его можно уменьшить или за счет увеличения толщины стены или за счет применения при строительстве другого кирпича с меньшей теплопроводностью. Можно применить дополнительное утепление другими материалами. Какой из этих способов экономически более выгоден, покажет простой расчет. Но это уже задача экономики, а не физики.
* * *
Читать еще
* * *