Aplicações de isoladores térmicos
Roupas
O objetivo da roupa é semelhante. As propriedades isolantes da roupa provêm das propriedades isolantes do ar. Os gases possuem más propriedades de condução térmica em comparação com líquidos e sólidos e, portanto, são um bom material para isolamento se puderem ser presos (por exemplo, em uma estrutura semelhante a espuma). Ar e outros gases geralmente são bons isolantes. Mas o principal benefício é na ausência de convecção. Sem roupas, nossos corpos no ar parado aqueciam o ar em contato direto com a pele e logo se tornavam razoavelmente confortáveis porque o ar é um isolante muito bom. Deve ser adicionado, também neste caso o ar estará fluindo devido à convecção natural. Na convecção natural , o ar ao redor de um corpo recebe calor e por expansão térmicatorna-se menos denso e sobe. A expansão térmica do ar desempenha um papel crucial. Em outras palavras, componentes mais pesados (mais densos) cairão, enquanto componentes mais leves (menos densos) subirão, levando ao movimento do ar a granel.
No vento, o ar quente ao redor do nosso corpo seria substituído pelo ar frio, aumentando assim a diferença de temperatura e a perda de calor do corpo. As roupas constituem uma barreira para esse ar em movimento. O principal benefício é na ausência de convecção em larga escala. Além disso, as roupas são feitas de materiais, que geralmente são bons isolantes. Muitos materiais isolantes (por exemplo, lã) funcionam simplesmente com um grande número de bolsas cheias de gás que impedem a convecção em grande escala . A alternância de bolsa de gás e material sólido faz com que o calor seja transferido através de muitas interfaces, causando uma rápida diminuição no coeficiente de transferência de calor.
Isolamento de edifícios
A fim de minimizar as perdas de calor na indústria e também na construção de edifícios, o isolamento térmico é amplamente utilizado. O objetivo do isolamento térmico é reduzir o coeficiente geral de transferência de calor adicionando materiais com baixa condutividade térmica. O isolamento térmico em edifícios é um fator importante para obter conforto térmico para seus ocupantes. O isolamento térmico reduz a perda de calor indesejada e também reduz o ganho de calor indesejado. Portanto, o isolamento térmico pode diminuir as demandas de energia dos sistemas de aquecimento e refrigeração. Deve ser adicionado, não há material que possa impedir completamente as perdas de calor, as perdas de calor só podem ser minimizadas.
Da mesma forma que no vestuário, o isolamento térmico é baseado em materiais de baixa condutividade térmica e em sua geometria (por exemplo, janelas de painel duplo). As propriedades isolantes desses materiais são provenientes das propriedades isolantes do ar. Muitos materiais isolantes (por exemplo, lã) funcionam simplesmente com um grande número de bolsas cheias de gás que impedem a convecção em grande escala . A geometria desses materiais também desempenha papel crucial. Por exemplo, aumentar a largura da camada de ar, como usar dois painéis de vidro separados por um espaço de ar, reduzirá a perda de calor mais do que simplesmente aumentar a espessura do vidro, uma vez que a condutividade térmica do ar é muito menor que a do vidro .
