08-02-2024 - Physics - Partition wall with multiple screens [EN]-[IT]
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ENGLISH
08-02-2024 - Physics - Partition wall with multiple screens [EN]-[IT]
Dividing wall with multiple screens
Basic concepts
In thermodynamics the equations of state are fundamental, below is an example.
We will see one of the fundamental relations, the equation of state of ideal gases. Here it is shown below,
Where:
p = pressure
V = volume
N = number of kilomoles
R = universal gas constant which is equal to 8314 [Pam3/kmol°K]
T = temperature
When we talk about perfect gases we must introduce the concept of the specific heat of the gas at constant volume.
The definition of specific heat is as follows.
Specific heat measures the heat needed to raise the temperature of one kilogram of substance by one degree.
If n moles of a gas at constant volume are heated by an infinitesimal increase in temperature dT, the necessary heat is given by the following formula:
if we think that p/T is a function only of the volume (V)
we can write the following relationship that resembles the one above.
This is also called ideal gas equation of state
IMPORTANT:
The specific heat Cv depends on the gas.
The link below takes you to a site where there is a table with the specific heats of some materials.
The behavior of a system in which a gas is present can be described with two equations. This is a necessary condition as there are two degrees of freedom in the system, i.e. u and v.
For ideal gases there is a fundamental relationship which is the following:
how insulation varies with different screens
To better understand what happens to the insulation by applying multiple screens to a partition wall, let's start by comparing the resistivity of a masonry wall and a sheet of glass.
Remember that thermal resistance is the difficulty heat has in passing through a medium. This can be a solid, a liquid or a gas.
Let's consider:
-a masonry wall with a thickness of 30 cm and a k of 1W/m°K
-a glass plate with a thickness of 4 millimeters and a k= 1 W/m°K
We always think of the system with the analogy of an electrical diagram.
WHERE:
he is external h which can be forced convection like wind and we consider a value of 14
hi is internal h which is natural convection and we consider a value of 7
Let's take the following formula to calculate the resistivity of the wall and glass
WHERE:
S is the thickness
k = thermal conductivity which identifies the behavior of different materials regarding heat transmission and is measured in W/m K
If we proceed with the calculations we find that the resistivity of the wall is 0.5 m2·°K/W while that of the glass is 0.2 m2·°K/W.
We note that the resistivity of the glass is just under half that of the wall,
If you add more screens, like N screens, the heat transfer behavior will be related to the following formula.
curve of the wall
Conclusions
From the relationship above we understand that the behaviors are different depending on the materials we use as they have different k.
The other thing that is understood is that if we add two screens to the wall the curve does not double. The thermal resistivity condition improves but is not directly proportional to the added screens.
Request
Did you know that in an insulation system the benefit of the third and fourth screen is always less than the benefit of the first and second screen.
08-02-2024 - Fisica - Parete divisoria con più schermi [EN]-[IT]
Parete divisoria con più schermi
Concetti base
Nella termodinamica le equazioni di stato sono fondamentali, qui di seguito un esempio.
Vedremo una delle relazioni fondamentali, l'equazione di stato dei gas perfetti. Eccola mostrata qui di seguito,
Dove:
p = pressione
V = volume
N = numero di kilomoli
R = costante universale dei gas che vale 8314 [Pam3/kmol°K]
T = temperatura
Quando si parla di gas perfetti dobbiamo introdurre il concetto del calore specifico del gas a volume costante.
La definizione di calore specifico è la seguente.
Il calore specifico misura il calore che è necessario per far incrementare di un grado la temperatura un chilogrammo di sostanza,
Se si scaldano n moli di un gas a volume costante di un incremento infinitesimo di temperatura dT, il calore necessario è dato dalla seguente formula:
se pensiamo che p/T è funzione solo del volume (V)
possiamo scrivere la seguente relazione che assomiglia a quella riportata qui sopra.
Questa è chiamata anche equazione di stato per i gas perfetti
IMPORTANTE:
IL calore specifico Cv dipende dal gas.
Il link qui sotto segnalato vi porta in un sito dove è presente una tabella con dei calori specifici di alcuni materiali.
Il comportamento di un sistema in cui è presente un gas può essere descritto con due equazioni. Questa è una condizione necessaria in quanto ci sono due gradi di libertà del sistema, cioè u e v.
Per i gas perfetti esiste una relazione fondamentale che è la seguente:
come varia la coibentazione al variare degli schermi
Per comprendere meglio cosa succede alla coibentazione applicando più schermi ad una parete divisoria cominciamo con il confrontare la resistività di una parete in muratura e una lastra di vetro.
Si ricorda che la resistenza termica è la difficoltà che ha ill calore nell'attraversare un mezzo. Questo può essere un solido, un liquido o un gas.
Consideriamo:
-una parete in muratura con spessore 30 cm ed un k di 1W/m°K
-una lastra di vetro con spessore 4 millimetri ed un k= 1 W/m°K
Pensiamo al sistema sempre con l'analogia di uno schema elettrico.
DOVE:
he è h esterno che può essere convezione forzata come il vento e consideriamo un valore di 14
hi è h interno che è la convezione naturale e consideriamo un valore di 7
Prendiamo la seguente formula per calcolare la resistività del muro e del vetro
DOVE:
S è lo spessore
k = conducibilità termica che identifica il comportamento dei diversi materiali riguardo alla trasmissione del calore e si misura in W/m K
Se procediamo con i calcoli abbiamo che la resistività del muro è 0,5 m2·°K/W mentre quella del vetro è 0,2 m2·°K/W.
Notiamo che la resistività del vetro è poco meno della metà di quella della parete,
Se si aggiungono più schermi, tipo N schermi, il comportamento del trasferimento del calore sarà in relazione alla seguente formula.
curva del muro
Conclusioni
Dalla relazione qui sopra comprendiamo che i comportamenti sono differenti a seconda dei materiali che usiamo in quanto hanno k diversi.
L’altra cosa che viene compresa è che se aggiungiamo due schermi al muro la curva non raddoppia. La condizione della resistività termica migliora ma non è direttamente proporzionale agli schermi aggiunti.
Domanda
Sapevate che in un sistema di coibentazione il beneficio del terzo e quarto schermo è sempre inferiore al beneficio del primo e secondo schermo.
THE END
The beautiful topic that lies in physics is always interesting
I also think that this is one of the most interesting topics in thermodynamics as it is very useful to know these things when insulating a home. The main concept expressed here is that in a flat partition wall with multiple screens, the conduction depends on the material and increases as the screens increase. This is very useful when we want to create homes that lose little heat. In the construction sector we may have to analyse, walls, glass or walls with cavities.
That's an interesting thermodynamics lesson. At least I picked up a few things here and there. Thanks for writing and have a nice day.
Regardless of how much someone likes physics or not, I also think this is an interesting article. Graphs and formulas aside, the concept expressed here is important. In a partition wall with multiple screens, the insulation depends on the resistivity of the material and increases as the number of screens increases.
The fact is that physics is interesting and at the same time complex
You are definitely right. I believe that at first glance, physics is difficult for many people to understand. For example, this post appears to be complex, with many formulas and graphs. But it expresses an important concept and in my opinion it is enough to understand this concept. There is no need to understand graphs. The concept is that in a partition wall with multiple screens the insulation depends on the resistivity of the material and increases as the number of screens around the element we are analyzing increases. Between a wall and a window we know that the window has a lower resistivity. Resistivity represents the ability of a body to resist the passage of heat
@tipu curate 2
Upvoted 👌 (Mana: 22/42) Liquid rewards.
Grazie per il supporto robi!!! Per ora sto perdendo follower, ma meno del previsto. Vado avanti con questa operazione folle di provare a immettere contenuti tecnici. Il concetto principale di questo post è che la resistività rappresenta la capacità di un corpo ad opporsi al passaggio del calore. La seconda cosa da capire è che in una parete divisoria con molteplici schermi la coibentazione dipende da due fattori: la resistività del materiale e che questa può aumentare all'aumentare degli schermi applicati. Non escludo comunque che tu sappia già queste cose.. anzi mi sembra che lavori nel campo dell'edilizia, quindi saprai sicuramente queste cose.
At first I was thinking it will really be difficult but glad it didn't
I confirm that in this article there are too many graphs and too many formulas and they make everything more complicated. In reality the concept expressed is simple. Furthermore, it is also an important concept in the construction sector. I summarize the main concept below. In a partition wall, with multiple screens, the insulation depends on the material, especially its resistivity. Furthermore, insulation increases as the number of screens increases, remember that glass has a low resistivity. The resistivity, or thermal resistance R of a material, represents the ability of a body to resist the passage of heat
Voglio raccontarvi qualcosa di questa immagine, quando studiavo a scuola, ho imparato questo, il piano cartesiano, ricordo che ho aiutato due miei compagni di classe, non erano molto dediti, li facevo pagare per fare i compiti, con questi soldi compravo il cibo, non mi piace dipendere dagli altri, immagina fin da quando ero bambino, non volevo essere di peso ai miei genitori, aiutavo, un po', ma quando è arrivato il giorno in cui dovevano fare il compito di matematica, mi guardavano e non potevo fare niente. L'ho sempre pensato che siamo tutti intelligenti, quello che succede è che alcune persone lo sono molto perniciosi, a loro NON piace fare sforzi, ma ehi, li ho aiutati quello che potevo
che bella questa storia, tu sei stato bravo e gli hai aiutati finché potevi.. credo anch'io che ad un certo punto, se un persona chiede sempre aiuto e non si applica, difficilmente otterrà dei risultati. Come in ogni cosa.