Содержание
Удельная теплоемкость кирпича разных видов в таблице
Количество тепловой энергии, которая понадобится, чтобы нагреть один кг того или иного вида кирпичей на один градус, называют удельной теплоемкостью кирпича. Эта физическая величина напрямую зависит от плотности изделий: чем она ниже, тем ниже теплоемкость, а значит, тем меньше средств уйдет на отопление дома – при прочих равных условиях.
Ориентироваться в значениях этого параметра важно при выборе стройматериала для жилых или технических построек. Эти знания помогут правильно рассчитать теплоизоляцию и отопление.
Разные виды кирпичей имеют разную плотность. А значит, логично говорить и о разной общей и удельной теплоемкости кирпича. Рассмотрим основные разновидности этих материалов более подробно.
Группы и виды кирпича
Все изделия этого типа можно разделить на две большие группы – керамический и силикатный кирпич. В изготовлении силикатных блоков используются кварцевый песок, сырьем же для керамических изделий является специальная глина.
Однако эта классификация слишком общая – в каждой из групп есть несколько разновидностей кирпичей. Мы можем однозначно утверждать, что теплоемкость керамического кирпича в целом выше, нежели силикатного, то есть, прогревается он медленнее, а значит, строения из керамики менее теплые, чем объекты, имеющие стены из силикатных изделий. А вот для конкретики потребуется рассмотреть основные подвиды этого строительного материала более подробно.
Классический керамический кирпич
Его удельная теплоемкость колеблется в пределах от 840 до 479 Дж/(кг х град) – если речь идет о привычном нам всем красном одинарном рядовом кирпиче, который широко используется для возведения стен в малоэтажных и даже высотных постройках.
У более рыхлого желтого керамического кирпича, который применяется, в основном, в наружной облицовке фасадов, этот показатель составляет 728 единиц. То есть, такая отделка может выполнять еще и роль утеплителя.
Динасовый кирпич является огнеупорным, в него, помимо глины, входит значительная доля кремнезема.
Его теплоемкость намного больше ходового керамического материала – целых 1243 единицы. Для того, чтобы нагреться, ему необходимо аккумулировать достаточно много тепловой энергии, то есть, нужны экстремально высокие температуры. Поэтому такой кирпич хорошо подходит для обустройства печей, каминов и мангалов: даже когда внутри будет полыхать пламя, риск обжечься о стены очага снаружи почти нулевой. То же самое касается и других видов огнеупорного кирпича.
Узнать о показателях разных видов керамических стройматериалов можно в соответствующих таблицах теплоемкости кирпича. В них же, как правило, имеются и другие важные значения, такие как плотность и теплопроводность.
Силикатный кирпич
Показатель аккумуляции тепла этой разновидности кирпичных блоков имеет диапазон от 754 до 837 Дж/(кг х град). Как видим, теплоемкость силикатного кирпича имеет более скромные значения, нежели аналогичные показатели обычного красного кирпича из глины.
При этом, к примеру, трепельный кирпич, который, помимо кварцевого песка, содержит также полевой шпат и небольшие примеси глины, имеет более рыхлую структуру, а его теплоемкость на единицу массы составляет 712 Дж/(кг х град).
Из такого материала рекомендуется возводить объекты в суровых климатических условиях.
Структура и размеры материала и их связь с параметрами теплоемкости
По структуре различают кирпич следующих видов:
- полнотелый;
- с технологическими пустотами;
- щелевой.
Керамический кирпич бывает еще и поризованным – с внушительным количеством маленьких отверстий, а также клинкерным, без пустот, более плотным, нежели рядовой.
Удельная теплоемкость красного кирпича, как, впрочем, и аналогичная характеристика у белых либо окрашенных силикатных блоков, напрямую зависит от его вида. Общий принцип таков: чем ниже плотность и чем больше пористость изделия, тем умереннее его теплоемкость. То есть, дом из поризованной разновидности, которую относят к теплой керамике, будет более комфортным и экономичным с точки зрения обогрева, нежели постройка из классических полнотелых изделий.
Очень плотный клинкерный кирпич не слишком подходит для постройки жилых зданий в принципе.
У него другие положительные характеристики – прочность, твердость, гладкость и внешняя привлекательность. Клинкер отлично показывает себя как облицовочный материал, широко применяется в строительстве заборов, укладке тротуаров, дорожек, площадок. Кроме того, из него можно сооружать печи и камины: ведь основный сырьем в этом случае является специальная огнеупорная глина – шамот.
Для сравнения с обычными блоками – удельная теплоемкость шамотного кирпича при определенных температурных режимах может превышать 1000 единиц, что, согласитесь, не способствует быстрому нагреву помещений и сохранению оптимального уровня тепла в них с минимальными затратами.
В современном строительстве используются следующие стандартизированные размеры керамических и силикатных формованных стройматериалов:
- одинарный;
- полуторный;
- двойной;
- евро;
- брусок;
- модульный.
Ответ на вопрос о том, какая теплоемкость кирпича того либо иного размера, следующий: чем меньше габариты изделия, тем ниже его теплоемкость.
Но только в том случае, если мы ведем речь об общем показателе. Удельная же теплоемкость не зависит от размерных значений блоков, поскольку рассчитывается на единицу массы. Соответственно, в этой связи на размеры кирпича можно не обращать внимания.
Итак, мы попытались рассказать о том, что собой представляет удельная теплоемкость описываемого стройматериала и в какой степени она влияет на комфортный здоровый микроклимат в помещениях. Важно понимать, что, в принципе, возводить жилые, коммерческие и технические сооружения можно практически из любых разновидностей кирпичей. Вопрос в том, сколько средств придется выделить на качественную теплоизоляцию и какие затраты нужно будет нести в будущем для того, чтобы обогреть помещения до приемлемых температур.
Особенно важно учесть данный параметр для жилых домов временного проживания, которые отапливаются нерегулярно. А вот для хозяйственных построек, например, кирпичного сарая на даче, в котором вы храните садовый инвентарь, показатель теплоемкости материала не так уж и важен – можно строить из любого, оказавшегося под рукой.
И последнее: чтобы среди разнообразных предложений современного рынка стройматериалов четко определиться, какая удельная теплоемкость кирпича нужна вам для возведения того или иного объекта, не забудьте учесть особенности местного климата: требования к домам в южных регионах значительно отличаются от значимых условий для возведения объектов в местностях с холодным климатом.
Плотность и удельная теплоемкость кирпича: таблица значений
Кирпич — ходовой стройматериал в строительстве зданий и сооружений. Многие различают только красный и белый кирпич, но его виды намного разнообразнее. Они различаются как внешне (форма, цвет, размеры), так и такими свойствами, как плотность и теплоемкость.
Традиционно различают керамический и силикатный кирпич, которые имеют различную технологию изготовления. Важно знать, что плотность кирпича, его удельная теплоемкость и теплопроводность кирпича у каждого вида может существенно отличаться.
Керамический кирпич изготавливается из глины с различными добавками и подвергается обжигу.
Удельная теплоемкость керамического кирпича равна 700…900 Дж/(кг·град). Средняя плотность керамического кирпича имеет значение 1400 кг/м3. Преимуществами этого вида являются: гладкая поверхность, морозо- и водоустойчивость, а также стойкость к высоким температурам. Плотность керамического кирпича определяется его пористостью и может находится в пределах от 700 до 2100 кг/м3. Чем выше пористость, тем меньше плотность кирпича.
Силикатный кирпич имеет следующие разновидности: полнотелый, пустотелый и поризованный, он имеет несколько типоразмеров: одинарный, полуторный и двойной. Средняя плотность силикатного кирпича составляет 1600 кг/м3. Плюсы силикатного кирпича в отличной звуконепроницаемости. Даже если прокладывать тонкий слой из такого материала, звукоизоляционные свойства останутся на должном уровне. Удельная теплоемкость силикатного кирпича находится в пределах от 750 до 850 Дж/(кг·град).
Значения плотности кирпича различных видов и его удельной (массовой) теплоемкости при различных температурах представлены в таблице:
| Вид кирпича | Температура, °С | Плотность, кг/м3 | Теплоемкость, Дж/(кг·град) |
|---|---|---|---|
| Трепельный | -20…20 | 700…1300 | 712 |
| Силикатный | -20…20 | 1000…2200 | 754…837 |
| Саманный | -20…20 | — | 753 |
| Красный | 0…100 | 1600…2070 | 840…879 |
| Желтый | -20…20 | 1817 | 728 |
| Строительный | 20 | 800…1500 | 800 |
| Облицовочный | 20 | 1800 | 880 |
| Динасовый | 100 | 1500…1900 | 842 |
| Динасовый | 1000 | 1500…1900 | 1100 |
| Динасовый | 1500 | 1500…1900 | 1243 |
| Карборундовый | 20 | 1000…1300 | 700 |
| Карборундовый | 100 | 1000…1300 | 841 |
| Карборундовый | 1000 | 1000…1300 | 779 |
| Магнезитовый | 100 | 2700 | 930 |
| Магнезитовый | 1000 | 2700 | 1160 |
| Магнезитовый | 1500 | 2700 | 1239 |
| Хромитовый | 100 | 3050 | 712 |
| Хромитовый | 1000 | 3050 | 921 |
| Шамотный | 100 | 1850 | 833 |
| Шамотный | 1000 | 1850 | 1084 |
| Шамотный | 1500 | 1850 | 1251 |
Необходимо отметить еще один популярный вид кирпича – облицовочный кирпич.
Он не боится ни влаги, ни холодов. Удельная теплоемкость облицовочного кирпича составляет 880 Дж/(кг·град). Облицовочный кирпич имеет оттенки от ярко-желтого до огненно-красного. Таким материалом можно производить и отделочные и облицовочные работы. Плотность кирпича этого вида имеет величину 1800 кг/м3.
Стоит отметить отдельный класс кирпичей — огнеупорный кирпич. К этому классу относятся динасовый, карборундовый, магнезитовый и шамотный кирпич. Огнеупорный кирпич достаточно тяжел — плотность кирпича этого класса может достигать значения 2700 кг/м3.
Наименьшей теплоемкостью при высоких температурах обладает карборундовый кирпич — она составляет величину 779 Дж/(кг·град) при температуре 1000°С. Кладка из такого кирпича прогревается намного быстрее, чем из шамотного, но хуже держит тепло.
Огнеупорный кирпич применяется, при строительстве печей, с рабочей температурой до 1500°С. Удельная теплоемкость огнеупорного кирпича существенно зависит от температуры.
Например, удельная теплоемкость шамотного кирпича имеет величину 833 Дж/(кг·град) при 100°С и 1251 Дж/(кг·град) при 1500°С.
Источники:
- Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с. строительной физики, 1969 — 142 с.
- Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
- Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.
Твердые вещества — Удельная теплоемкость
Удельная теплоемкость некоторых обычно используемых твердых веществ приведена в таблице ниже.
Для перевода единиц измерения используйте онлайн-конвертер единиц Удельная теплоемкость.
См. также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других обычных веществ, а также значения молярной теплоемкости обычных органических веществ и неорганических веществ.
| Продукт | Удельная теплоемкость — c p — | |
|---|---|---|
| 9 0022 (БТЕ/(фунт м o F)) (ккал/(кг o C)) | (кДж/(кг·К)) | |
| Агат | 0,19 | 0,80 |
| Алюминиевая бронза | 0,10 | 0,44 |
| Алюминий, 0 o C | 0,21 | 0,87 |
| Сурьма | 0,05 | 0,21 |
| 0,2 | 0,84 | |
| Мышьяк | 0,083 | 0,35 |
| 0,32 | 1,36 | |
| Асбестоцементная плита | 0,2 | 0,84 |
| Асбоцементная плита | 0 .2 | 0,84 |
| Зола | 0,2 | 0,84 |
| Асфальтобетон (с заполнителем) | 0. 22 | 0,92 |
| Авгит | 0,19 | 0,80 |
| Бакелит. наполнитель для дерева | 0,33 | 1,38 |
| Бакелит. асбестовый наполнитель | 0,38 | 1,59 |
| Барит | 0,11 | 0,46 |
| Барий | 0,07 | 0,29 |
| Базальтовая порода | 0,2 | |
| Воск пчелиный | 0,82 | 3,40 |
| Берилл | 0,2 | |
| Бериллий | 0,24 | 1,02 |
| Висмут | 0,03 | 0,13 | Весы для кипячения | 0,19 | 0,80 |
| Кость | 0,11 | 0,44 |
| Бура | 1,0 | |
| Бор | 0,31 | 1,3 |
| Латунь | 0,09 | 0,38 |
| Кирпич рядовой | 0,22 | 0,9 |
| Кирпич твердый | 0,24 | 1 |
| Бронза, люминофор | 0,09 | 0,38 |
| Кадмий | 0,06 | 0,25 |
| Кальцит 32 — 100F | 0,19 | 0,8 |
| Кальцит 32 — 212F | 0,2 | 0,84 | Кальций | 0,15 | 0,63 |
| Кальция карбонат | 0,18 | 0,76 |
| Сульфат кальция | 0,27 | 1. 1 |
| Углерод, алмаз | 0,12 | 0,52 |
| Углерод, графит | 0,17 | 0,71 |
| Карборунд | 0,16 | 0,67 |
| Касситерит | 0,09 | 0,38 |
| Цемент сухой | 0,37 | 1,55 |
| Цементный порошок | 0,2 | 0,84 |
| Целлюлоза | 0,37 | 1,6 |
| Целлулоид | 0,36 | 1,5 | Древесный уголь | 0,24 | 1 |
| Мел | 0,22 | 0,9 |
| 0,13 | 0,54 | |
| Уголь древесный | 0,24 | 1 |
| Хром | 0,12 | 0,5 |
| Глина | 0,22 | 0,92 |
| Уголь, антрацит | 0,3 | 1,2 6 |
| Уголь битуминозный | 0,33 | 1,38 |
| Кобальт | 0,11 | 0,46 |
| Кокс | 0,2 | 0,85 |
| Бетон, камень | 0,18 | 0,75 |
| Бетон светлый | 0,23 | 0,96 |
| Константан | 0,098 | 0,41 |
| Медь 90 051 | 0,09 | 0,39 |
| Пробка, пробковая плита | 0,45 | 1,9 |
| Корунд 9 0051 | 0,1 | 0,42 |
| Хлопок | 0,32 | 1,34 |
| Алмаз | 0,15 | |
| Доломитовая порода | 0,22 | 0,92 |
| Дюралий | 0,22 | 0,92 |
| Земля сухая | 0,3 | 1,26 |
| Электрон | 0,24 | 1,00 |
| Эмери | 0,23 | 0,96 |
| Жиры | 0,46 | 1,93 |
| ДВП легкие | 0,6 | 2,5 |
| ДВП | 0,5 | 2,1 |
| Огнеупорный кирпич | 0,25 9005 1 | 1,05 |
| Флюорит | 0,22 | 0,92 |
| Плавиковый шпат | 0,21 | 0,88 |
| Галенит | 0,05 | 0,21 |
| Гранат | 0,18 | 0,75 |
| Стекло | 0,2 | 0,84 |
| Стекло, хрусталь | 0,12 | 0,5 |
| Стекло, тарелка 90 051 | 0,12 | 0,5 |
| Стекло, пирекс | 0,18 | 0,75 |
| Стекло , окно | 0,2 | 0,84 |
| Стекловата | 0,16 | 0,67 |
| Золото | 0,03 | 0,13 |
| Гранит | 0,19 | 0,79 |
| Графит | 0,17 | 0,71 9 0051 |
| Гипс | 0,26 | 1,09 |
| Войлок | 0,5 | 2,1 900 51 |
| Герматит | 0,16 | 0,67 |
| Роговая обманка | 0,2 | 0,84 |
| Гиперстен 9005 1 | 0,19 | 0,8 |
| Лед -112 o F | 0,35 | 1,47 |
| Лед -40 o F | 0,43 | 1,8 |
| Лед -4 o F | 0,47 | 1,97 |
| Лед 32 o F (0 o C) | 0,49 | 2,09 9005 1 |
Мин. каучук | 0,27 | 1,13 |
| Индийский каучук макс. | 0,98 | 4,1 |
| Чугун в слитках | 0,12 | 0,49 |
| 0,052 | 0,218 | |
| Иридий | 0,03 | 0,13 |
| Железо, 20 o C | 0,11 | 0,46 |
| Лабрадор | 0,19 | 0,8 |
| Лава | 0,2 | 0,84 |
| Известняк | 0,217 | 0,91 |
| Литарг | 0,2 1 | 0,88 |
| Свинец | 0,03 | 0,13 |
| Кожа сухая | 0,36 9 0051 | 1,5 |
| Литий | 0,86 | 3,58 |
| Магнетит | 0,16 | 0,67 |
| Малахит 9( 85%) | 0,2 | 0,84 |
| Магний | 0,25 | 1,05 |
| Мрамор , слюда | 0,21 | 0,88 |
| Меркурий | 0,03 | 0,14 |
| Слюда 90 051 | 0,12 | 0,5 |
| Одеяло из минеральной ваты | 0,2 | 0,84 |
| Молибден | 0,065 | 0,27 900 51 |
| Никель | 0,11 | 0,46 |
| Олигликоза | 0,21 | 0,88 9005 1 |
| Ортоклиз Оксид из хрома | 0,18 | 0,75 |
| Бумага | 0,33 | 1,34 |
| Парафин | 2,9 | |
| Торф | 0,45 | 1,88 |
| Фосфорбронза | 0,36 | |
| Фосфор | 0,19 | 0,80 |
| Чугун, белый | 0,13 | 0 . 54 |
| Пинчбек | 0,09 | 0,38 |
| Уголь карьерный | 0,24 | 1,02 |
| Штукатурка светлая | 0,24 | 1 |
| Штукатурка песочная | 0,22 | 0,9 | Пластмасса, пена | 0,3 | 1,3 |
| Пластмасса, твердая | 0,4 | 1,67 |
| Платина, 0 или C | 0,032 | 0,13 |
| Фарфор | 0,26 | 1,07 |
| Калий | 0,13 | 0,54 |
| Стекло пирекс | 0,2 | 0,84 |
| 0,16 | 0,67 | |
| Пироксилиновые пластмассы | 0,36 | 1,51 |
| Минерал кварц 55 — 212 9003 5 или F | 0,19 | 0,8 |
| Минерал кварц 32 o F (0 o C) | 0,17 | |
| Свинцовый сурик | 0,022 | 0,09 |
| Красный металл | 0,09 | 0,38 |
| Рений | 0,033 | 0,14 |
| Родий | 0,24 | |
| Каменная соль | 0,22 | 0,92 |
| Канифоль | 0,31 | 1,30 |
| Резина | 2,01 | |
| Рубидий | 0,079 | 0,33 |
| Соль | 0,88 | |
| Песок сухой | 0,19 | 0,80 |
| Песчаник | 0,22 | 0,92 |
| Опилки | 0,21 | 0,9 |
| Селен | 0,078 | 0,33 |
| Змеевик | 0,26 | 1,09 |
| Кремний аэрогель | 0,2 | 0,84 |
| Кремний 9 0051 | 0,18 | 0,75 |
| Кремний, карбид | 0,16 | 0,67 |
| Шелк | 0,33 | |
| Серебро, 20 или C | 0,056 | 0,23 |
| Шифер | 0,18 | 0,76 |
| Натрий | 0,3 | 1,26 |
| Почва сухая | 0,19 | |
| Почва влажная | 0,35 | 1,48 |
| Стеатит | 0,2 | 0,83 |
| Сталь | 0,12 | 0,49 |
| Камень | 0,2 | 0,84 |
| Керамика | 0,19 9005 1 | 0,8 |
| Сера, сера | 0,17 | 0,71 |
| Тантал | 0,033 90 051 | 0,14 |
| Смола | 0,35 | 1,47 |
| Теллур | 0,05 | 0,21 |
| Торий | 0,033 | 0,14 |
| Черепица пустотелая | 0,15 | 0,63 |
Древесина, см. дерево | ||
| Олово | 0,057 | 0,24 |
| Титан | 0,11 9005 1 | 0,47 |
| Топаз | 0,21 | 0,88 |
| Вольфрам | 0,03 | 0,13 4 |
| Уран | 0,028 | 0,12 |
| Ванадий | 0,12 | 0,5 |
| Вермикулит | 0,2 | 0,84 |
| Вулканит | 0,33 | 1,38 |
| Воск 9 0051 | 0,82 | 3,43 |
| Сварочный металл | 0,12 | 0,52 |
| Белый металл | 0,035 | 0,1 5 |
| Дерево, бальза | 0,7 | 2,9 |
| Дерево, дуб | 0,48 | 2 |
| Древесина, белая сосна | 0,6 | 2,5 |
| Шерсть, рассыпная | 0,3 | 1,26 |
| Шерсть, войлок | 0,33 | 1,38 |
| Цинк | 0,09 9005 1 | 0,38 |
- 1 БТЕ/фунт m o F = 4,187 кДж/кг K = 1 ккал/кг o C
- T ( o C) = 5/9[T ( o 90 036 Ф) — 32]
- T ( o F) = [T ( o C)](9/5) + 32
Для перевода единиц измерения используйте онлайн-конвертер единиц Удельная теплоемкость.
См. также табличные значения удельной теплоемкости газов, пищевых продуктов и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и других обычных веществ, а также значения молярная теплоемкость обычных органических веществ и неорганических веществ.
Энергия нагрева
Энергия, необходимая для нагревания продукта, может быть рассчитана как
q = c p m dt 1)
, где
q = необходимое тепло (кДж)
c p = удельная теплоемкость (кДж/кг K, кДж/кг o C)
dt = разность температур (K, o C)
Пример — Количество тепла, необходимое для повышения температуры в куске дуба
Если 10 кг дуба нагревают с 20 o C до 5 0 о С — а разность температур 30 o C (K), необходимое тепло можно рассчитать как
q = (2 кДж/кг K) ( 10 кг ) (30 o C)
= 600 кДж
Если один час (3600 с) используется для обогрева дуба – требуемая мощность может быть рассчитана по уравнению 0005
P = мощность (кДж/с, кВт)
t = время (с)
Со значениями:
P = (600 кДж) / (3600 с)
= 0,17 кВт
термодинамика — Почему в накопительных нагревателях вместо воды используются кирпичи?
спросил
Изменено
5 месяцев назад
Просмотрено
1к раз
$\begingroup$
Я заметил, что удельная теплоемкость кирпича составляет около $(900-1000)~\rm\frac{J}{kg~K}$, а воды — $4180~\rm\frac{J}{kg~K} $.
Если я правильно понимаю, то водонагреватель будет сохранять больше тепла при той же температуре, чем кирпичный нагреватель. По факту примерно в 4 раза больше.
Так почему же вместо водонагревателей используются кирпичные накопительные нагреватели?
Кирпич плотнее воды, а это означает, что нагреватель будет тяжелее, что является еще одной причиной для выбора воды, а не кирпича.
Хотя водонагреватель может быть склонен к протечкам и возможной поломке из-за теплового расширения, что является как минимум одним недостатком водонагревателя. 9\circ C$. Эти температуры намного выше точки кипения воды, поэтому накопительный нагреватель, использующий воду, должен быть либо огромным (что противоречит цели использования воды), либо выдерживать огромное давление.
Хотя вы, вероятно, могли бы сделать устройство под давлением, которое все еще работало бы нормально, оно, по-видимому, было бы более дорогим и намного, намного более опасным, поскольку при таком давлении оно фактически превращается в бомбу, как только что-то пойдет не так.