Aplicaciones de aislantes térmicos
Ropa
El propósito de la ropa es similar. Las propiedades aislantes de la ropa provienen de las propiedades aislantes del aire. Los gases poseen malas propiedades de conducción térmica en comparación con los líquidos y los sólidos, y por lo tanto son un buen material de aislamiento si pueden quedar atrapados (por ejemplo, en una estructura similar a la espuma). El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes. Pero el principal beneficio es la ausencia de convección. Sin ropa, nuestros cuerpos en aire quieto calentarían el aire en contacto directo con la piel y pronto se volverían razonablemente cómodos porque el aire es un muy buen aislante. Debe agregarse, también en este caso el aire fluirá debido a la convección natural. En convección natural , el aire que rodea un cuerpo recibe calor y por expansión térmica.se vuelve menos denso y se eleva. La expansión térmica del aire juega un papel crucial. En otras palabras, los componentes más pesados (más densos) caerán, mientras que los componentes más ligeros (menos densos) se elevarán, lo que provocará un movimiento de aire a granel.
En el viento, el aire cálido que rodea nuestro cuerpo sería reemplazado por aire frío, aumentando así la diferencia de temperatura y la pérdida de calor del cuerpo. La ropa constituye una barrera para este aire en movimiento. El principal beneficio es la ausencia de convección a gran escala. Además, la ropa está hecha de materiales, que generalmente son buenos aislantes. Muchos materiales aislantes (por ejemplo, lana) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala . La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.
Aislamiento de edificios
Para minimizar las pérdidas de calor en la industria y también en la construcción de edificios, el aislamiento térmico es ampliamente utilizado. El propósito del aislamiento térmico es reducir el coeficiente general de transferencia de calor agregando materiales con baja conductividad térmica. El aislamiento térmico en los edificios es un factor importante para lograr el confort térmico de sus ocupantes. El aislamiento térmico reduce la pérdida de calor no deseada y también reduce la ganancia de calor no deseada. Por lo tanto, el aislamiento térmico puede disminuir las demandas de energía de los sistemas de calefacción y refrigeración. Debe agregarse, no hay material que pueda evitar por completo las pérdidas de calor, las pérdidas de calor solo se pueden minimizar.
Del mismo modo que para la ropa, el aislamiento térmico se basa en materiales de baja conductividad térmica y en su geometría (por ejemplo, ventanas de doble panel). Las propiedades aislantes de estos materiales provienen de las propiedades aislantes del aire. Muchos materiales aislantes (por ejemplo, lana) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala . La geometría de estos materiales también juega un papel crucial. Por ejemplo, aumentar el ancho de la capa de aire, como usar dos paneles de vidrio separados por un espacio de aire, reducirá la pérdida de calor más que simplemente aumentar el espesor del vidrio, ya que la conductividad térmica del aire es mucho menor que la del vidrio. .
