عایق حرارتی

فرض کنید شما برای خودتان یک فنجان قهوه داغ ریخته اید. یکقانوناساسیفیزیکبهنامقانوندوم ترمودینامیکمیگویدکههرگز شرایطبدین صورت باقی نمی ماند و به زودی تبدیل به یک فنجان قهوه سرد می شود. چه کاری می توانید بکنید که از یک امر اجتناب ناپذیر جلوگیری کنید؟ به یک روشی باید جلوی اتلاف انرژی از طریق هدایت، انتقال یا تابش را بگیرید. شما برای اینکه یک عایق حرارتی بسازید باید به این سه موردی که گفته شد توجه کنید و جلو آنها را بگیرید. سه راه حل مقابل را انجام دهید؛ یک سرپوش بگذارید، یک فاصله هوایی ایجاد کنید و یک پوشش فلزی درست کنید. سپس مشاهده می کنید آنچه شما دارید یک فلاسک وکیوم شده موثر است. اینگونه می توانید یک عایق حرارتی داشته باشید.

اگر شما در زمستان بیرون باشید و احساس سرما بکنید احتمالا یک کلاه یا یک لایه دیگر لباس می پوشید. اگر در خانه در حال تماشای تلویزیون باشید و این اتفاق بیفتد احتمالا سیستم گرمایشی را روشن می کنید.حالا اگر منطق را عوض کنیم چه؟اگر وقتی سردتان می شود غذای بیشتری بخورید یا در زمستان یک پوشش پشمی بر روی خانه بکشید چه؟در حالت اول تفاوتی ایجاد نمی کند: غذا انرژی مورد نیاز بدن شما را فراهم می کند ولی الزاما در همان جا یا پس از آن گرمتان نمی کند. اما در واقع پوشاندن لباس به خانه-یا عایق کردن آن- یک ایده بسیار خوب است؛ هرچقدر عایق بیشتر باشد،انرژی کمتری هدر می رود، پول قبض کمتری خواهید پرداخت و به مبارزه با گرمایش زمین بیشتر کمک می کنید. بیایید نگاهی دقیق تر بیندازیم!

عایق  حرارتی

چرا ما به عایق احتیاج داریم؟

در مقایسه با تکنولوژی قدیمی تری مانند شومینه، بیشتر وسایل گرمایش مدرن بسیار کاربردی هستند:به میله های قرمز در نمودار زیر نگاهی بکنید تا خودتان متوجه بشوید: به ازای هر ژول(واحد استاندارد مدرن اندازه گیری انرژی) سوختی که مصرف می کنند، به طور عمده ۷۰% حرارت تولید می کنند(درعمل،این به معنای درصدبه رهوری سوخت است).

دانلود مبحث ۱۳ نظام مهندسی برق

آمادگی آزمون نظام مهندسی پایه ۳ تأسیسات برقی

                                    عایق حرارتی

نمودار: مقایسه بین قیمت و بهره وری سوخت های مختلف.اینکه چقدر به طور موثری می توانید خانه خود را گرم کنید(یا چقدر برای این موضوع هزینه می کنید) بسیار زیاد به نوع سوختی که استفاده می کنید بستگی دارد، که البته بعضی اوقات نمی توانید به راحتی این موضوع را عوض کنید. همانطورکه دراین نمودارنشان داده شدهاست،هزینه سوخت های گرمایش خانگی به طورچشمگیری متفاوت است(برق گرانترین وارزانترین زغالسنگ)،گرچه بیشترآنهاحدود ۷۰ درصدیا بیشترکارآمداست. چوب کمترین بازده را دارد،اماباتوجه به هزینه پایین،دردسترس بودن وپایداریآن،همیشه بازده پایین آن مردم را اذیت نمی کند. گرچه زغال سنگ ارزانترین سوخت است، اما آلودگی و دیگر مشکلات زیست محیطی که ایجاد می کند باعث شده است که در دهه اخیر کمترین محبوبیت را داشته باشد.گاز طبیعی به دلیل قیمت نسبتا پایین و بازده بالا محبوب است. میله های آبی نشان دهنده قیمت به دلار برای هر میلیون btu برای ۹ سوخت معمول منازل مسکونی است(محور عمودی سمت چپ را بخوانید). میله های قرمز نشان دهنده بازده سوخت به درصد است(محور عمودی سمت راست را بخوانید). نمودار با استفاده از اطلاعاتی کشیده شده است که اداره اطلاعات انرژی لطف کرده و در اختیار ما قرار داده است.

عایق حرارتی چگونه کار می کند؟

فرض کنید شما برای خودتان یک فنجان قهوه داغ ریخته اید. یک قانون اساسی فیزیک به نامقانوندوم ترمودینامیک میگویدکه هرگزبدین صورت باقی نمی ماند و به زودی تبدیل به یک فنجان قهوه سرد می شود. چه کاری می توانید بکنید که از یک امر اجتناب ناپذیر جلوگیری کنید؟ به یک روشی باید جلوی اتلاف انرژی از طریق هدایت، انتقال یا تابش را بگیرید.

اولین کاری که می توانید انجام دهید این است که یک سرپوش روی آن قرار دهید. با متوقف کردن هوای گرمی که از فنجان بلند شده و خارج می شود، شما جلوی اتلاف حرارت از طریق هدایت را گرفتید. مقداری از حرارت از طریق پایین فنجان گرم به میز سردی که روی آن قرار دارد انتقال پیدا می کند. اگر بتوانید فنجان را با لایه ای از هوا احاطه کنید،آن وقت هدایت بسیار کمی انجام می شود. بنابراین می توانید فنجان را داخل یک فنجان دومی قرار بدهید که بین آن ها هوا(یا بهتر از آن خلاء) باشد.

عایق حرارتی

بدین شکل هدایت و انتقال را به مقدار جزئی کاهش می دهید، اما تابش را چکار می کنید؟ اگرفویل آلومینیومی رادراطراف فنجان بیرونی قراردهید،بیشترین تابش مادون قرمزقهوه داغ به داخل بازتاب مییابد،بنابراین این مشکل نیز حل می شود. هر سه راه حل را انجام دهید؛ یک سرپوش، یک فاصله هوایی و یک پوشش فلزی درست کنید و مشاهده می کنید آنچه شما دارید یک فلاسک وکیوم شده موثر است؛ یک راه بسیار مفید برای داغ نگه داشتن نوشیدنی ها. (که البته برای سرد نگه داشتن نوشیدنی ها هم کاربرد دارد، به دلیل آن که همانقدر که در جلوگیری از انتقال حرارت به بیرون موثر است،جلوی انتقال حرارت به داخل را نیز می گیرد.) شایان ذکر است که به همین دلیل اکثر فروشگاه های فست فود نوشیدنی شما را در ظروف پلی استیرن که طعم را خراب می کند، می دهند. همیشه با خودتون فکر می کردید، چرا؟ پاسخ ساده است، چرا که پلی استیرن(بخصوص آن هایی که با هوا پرشده است-آن نوع کدری که در بسته بندی مواد از آن استفاده می کنید) یک عایق بسیار عالی است.

چکیده: فرض کنید شما برای خودتان یک فنجان قهوه داغ ریخته اید. یکقانوناساسیفیزیکبهنامقانوندوم ترمودینامیکمیگویدکههرگز شرایطبدین صورت باقی نمی ماند و به زودی تبدیل به یک فنجان قهوه سرد می شود. چه کاری می توانید بکنید که از یک امر اجتناب ناپذیر جلوگیری کنید؟ به یک روشی باید جلوی اتلاف انرژی از طریق هدایت، انتقال یا تابش را بگیرید. شما برای اینکه یک عایق حرارتی بسازید باید به این سه موردی که گفته شد توجه کنید و جلو آنها را بگیرید. سه راه حل مقابل را انجام دهید؛ یک سرپوش بگذارید، یک فاصله هوایی ایجاد کنید و یک پوشش فلزی درست کنید. سپس مشاهده می کنید آنچه شما دارید یک فلاسک وکیوم شده موثر است. اینگونه می توانید یک عایق حرارتی داشته باشید.

همان طورکه دراین نمودارنشان داده شده است،هزینه سوخت های گرمایش خانگی به طورچشمگیری متفاوت است(برق گرانترین وارزانترین زغالسنگ)،گرچه بیشترآنهاحدود ۷۰ درصدیا بیشترکارآمداست. چوب کمترین بازده را دارد،اماباتوجه به هزینه پایین،دردسترس بودنوپایداریآن،همیشه بازده پایین آن مردم را اذیت نمی کند. گرچه زغالسنگ ارزانترین سوخت است، اما آلودگی و دیگر مشکلات زیست محیطی که ایجاد می کند باعث شده است که در دهه اخیر کمترین محبوبیت را داشته باشد.گاز طبیعی به دلیل قیمت نسبتا پایین و بازده بالا محبوب است. میله های آبی نشان دهنده قیمت به دلار برای هر میلیون btu برای ۹ سوخت معمول منازل مسکونی است(محور عمودی سمت چپ را بخوانید). میله های قرمز نشان دهنده بازده سوخت به درصد است(محور عمودی سمت راست را بخوانید). نمودار با استفاده از اطلاعاتی کشیده شده است که اداره اطلاعات انرژی لطف کرده و در اختیار ما قرار داده است.

عایق حرارتی

عایق حرارتی چگونه کار می کند؟

فرض کنید شما برای خودتان یک فنجان قهوه داغ ریخته اید. یک قانون اساسی فیزیک به نام قانون دوم ترمودینامیک میگویدکه هرگزبدین صورت باقی نمی ماند و به زودی تبدیل به یک فنجان قهوه سرد می شود. چه کاری می توانید بکنید که از یک امر اجتناب ناپذیر جلوگیری کنید؟ به یک روشی باید جلوی اتلاف انرژی از طریق هدایت، انتقال یا تابش را بگیرید.

اولین کاری که می توانید انجام دهید این است که یک سرپوش روی آن قرار دهید. با متوقف کردن هوای گرمی که از فنجان بلند شده و خارج می شود، شما جلوی اتلاف حرارت از طریق هدایت را گرفتید. مقداری از حرارت از طریق پایین فنجان گرم به میز سردی که روی آن قرار دارد انتقال پیدا می کند. اگر بتوانید فنجان را با لایه ای از هوا احاطه کنید،آن وقت هدایت بسیار کمی انجام می شود. بنابراین می توانید فنجان را داخل یک فنجان دومی قرار بدهید که بین آن ها هوا(یا بهتر از آن خلاء) باشد.

                     عایق حرارتی

بدین شکل هدایت و انتقال را به مقدار جزئی کاهش می دهید، اما تابش را چکار می کنید؟ اگرفویل آلومینیومی رادراطراف فنجان بیرونی قراردهید،بیشترین تابش مادون قرمزقهوه داغ به داخل بازتاب می یابد،بنابراین این مشکل نیز حل می شود. هر سه راه حل را انجام دهید؛ یک سرپوش، یک فاصله هوایی و یک پوشش فلزی درست کنید و مشاهده می کنید آنچه شما دارید یک فلاسک وکیوم شده موثر است؛ یک راه بسیار مفید برای داغ نگه داشتن نوشیدنی ها. (که البته برای سرد نگه داشتن نوشیدنی ها هم کاربرد دارد، به دلیل آن که همانقدر که در جلوگیری از انتقال حرارت به بیرون موثر است،جلوی انتقال حرارت به داخل را نیز می گیرد.) شایان ذکر است که به همین دلیل اکثر فروشگاه های فست فود نوشیدنی شما را در ظروف پلی استیرن که طعم را خراب می کند، می دهند. همیشه با خودتون فکر می کردید، چرا؟ پاسخ ساده است، چرا که پلی  استیرن(بخصوص آن هایی که با هوا پرشده است-آن نوع کدری که در بسته بندی مواد از آن استفاده می کنید) یک عایق بسیار عالی است.