Flusso termico
Che cos'è il flusso termico?
Il calore è una forma di energia connessa all'agitazione molecolare di un corpo.
Quando due corpi a differenti temperature T1 e T2 sono posti in contatto, il calore tende a passare spontaneamente dal corpo più caldo a quello più freddo uniformando la temperatura dei due corpi.
La relazione che esprime la conduzione del calore attraverso una superficie è la formula relativa al postulato di Fourier.
Detti:
- Q la quantità di calore scambiata;
- λ il coefficiente di conducibilità termica del materiale attraversato dal calore;
- T1 la temperatura della faccia più calda del materiale attraversato dal calore;
- T2 la temperatura della faccia più fredda del materiale attraversato dal calore;
- d e S rispettivamente lo spessore e la superficie del materiale attraversato dal calore
- t il tempo;
vale la seguente relazione:
Definizione di flusso termico
Il flusso termico è dato dal rapporto tra la quantità di calore Q ed il tempo t:
Il flusso termico Q/t, in una determinata direzione x, è la quantità di calore Q che si propaga - nell'unità di tempo - nella direzione x su una superficie di sezione S perpendicolare alla direzione x.
L'unità di misura del flusso termico è il W [J/s].
Se dividiamo il flusso termico per la superficie otteniamo il flusso termico areico:
la cui unità di misura è il W/m2.
Esercizio #1
Le pareti di un edificio sono costituite in cemento (λ = 1.1 W/(m∙°C) ); il loro spessore è di 20 cm mentre la superficie totale è di 300 m2.
Sapendo che la differenza di temperatura fra la superficie interna ed esterna è di 15°C, qual è la quantità di calore scambiata in un giorno?
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo del calore scambiato tra due pareti a differente temperatura.
Esercizio #2
Determinare lo spessore di una parete costituita da mattoni refrattari (λ = 1 kcal/(h m °C)) sapendo che essa è larga 4 m ed alta 6 m e che la superficie interna si trova a 28°C mentre quella esterna è a 4°C, se si vuole che il flusso termico areico non superi i 100 W/m2.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo dello spessore di una parete.
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