Zadanie Zadanie 7.5.15: Porównanie izolacyjności termicznej różnych materiałów budowlanych

Punkty
3 pkt
Dział
Zjawiska cieplne · Ciepło
Trudność
Poziom trudności: trudne
Porównanie izolacyjności termicznej betonu, drewna i styropianu.

Treść zadania

Ściana z litego betonu ma grubość d1=20 cm=0,20 md_1 = 20\,\text{cm} = 0{,}20\,\text{m}, a współczynnik przewodnictwa cieplnego betonu wynosi k1=1,60 Wm⋅Kk_1 = 1{,}60\,\frac{\text{W}}{\text{m}\cdot\text{K}}. **a)** Oblicz, jaką grubość d2d_2 musiałaby mieć ściana wykonana z drewna sosnowego (k2=0,16 Wm⋅Kk_2 = 0{,}16\,\frac{\text{W}}{\text{m}\cdot\text{K}}), aby przy tej samej powierzchni i tej samej różnicy temperatur przewodziła ciepło tak samo szybko jak badana ściana betonowa (tzn. miała identyczny opór cieplny). **b)** Oblicz, jaka grubość warstwy styropianu d3d_3 (k3=0,032 Wm⋅Kk_3 = 0{,}032\,\frac{\text{W}}{\text{m}\cdot\text{K}}) zapewnia taki sam opór cieplny jak 20 cm20\,\text{cm} betonu. **c)** Wyjaśnij na poziomie mikroskopowym, dlaczego materiały porowate (jak drewno czy styropian) są znacznie lepszymi izolatorami ciepła niż lity beton lub metale.

Odpowiedź i wynik końcowy

**a)** d2=2,0 cmd_2 = 2{,}0\,\text{cm} **b)** d3=4,0 mmd_3 = 4{,}0\,\text{mm} **c)** Materiały porowate zawierają uwięzione, nieruchome mikropęcherzyki powietrza, które blokują przewodzenie i eliminują konwekcję.