Кои скали абсорбират топлината най-добре?

Когато изграждате под за пасивна слънчева употреба или използвате каменна повърхност, за да поддържате топъл хляб по време на сервиране, важно е да знаете кой вид скала ще задържа топлината най-добре. Способността за задържане на топлина е функция от специфичния топлинен капацитет и плътност на камъка. Друг фактор при избора на камък може да бъде колко бързо камъкът предава топлина, наречена топлопроводимост. Поставете капацитета на камъка да съхранява топлина заедно с топлопроводимост, за да намерите камъка, който поглъща топлината най-добре, и го прави най-бързо.

Най-важната характеристика на камък, който трябва да задържа топлината, е мярката на неговия специфичен топлинен капацитет. Специфичната топлина на материала е количеството енергия, необходимо за повишаване на един килограм материал на една градус по Целзий.

Втората най-важна характеристика на камък, използван за абсорбиране на топлина, е неговата плътност. За два каменни материала със същата специфична топлина, по-плътната скала ще бъде по-малка и ще държи една и съща топлинна енергия.

Енергийната плътност на камъка е специфичната топлина, умножена по плътността му на единица основа. Това дава число, което показва колко добре една скала може да съхранява топлина, ако всяка скала е с еднакъв размер. Камъкът с най-висока енергийна плътност ще има най-голяма способност да абсорбира топлина за дадена дебелина или размер.

За обикновени естествени материали камъните с най-висока енергийна плътност (от висока до ниска) са гипс, сапунен камък, базалт, мрамор, варовик, пясъчник и гранит.

За обикновени изкуствени материали, използвани в строителството, камъкът с най-висока енергийна плътност е огнена тухла, следвана от асфалт, бетон и обикновена тухла. Обърнете внимание, че бетонът, направен с базалтов камък, би имал по-висока енергийна плътност от този, направен с варовик.

Всеки материал има способността да предава топлина на по-хладен материал. Скоростта, с която това се случва, се нарича топлопроводимост. Материали с по-висока топлопроводимост пренасят топлината по-лесно. Това е една от причините мраморният под да се чувства по-хладен до боси крака, отколкото дървен под, въпреки че двата етажа са с еднаква температура.

Ако камъкът има висока топлопроводимост, той също така ще предава топлината на по-хладно място най-бързо. Това означава, че топлината ще се отдава бързо, така че това може да не е желана черта за някои приложения. Често са необходими два вида камък, един, който съхранява добре топлината, и друг, който изолира.

Естествените камъни с висока енергийна плътност и отлична топлопроводимост са сапунен камък (най-добрият) и мрамор. Това са може би най-добрите камъни за бързо поглъщане на големи количества топлина. Някои видове гранит могат да бъдат добри топлопроводници, но не са страхотни при съхраняване на топлина.

Въпреки че гипсът поддържа добре топлината, той действа по-скоро като изолатор, отколкото като проводник на топлина. Базалт, макар и отличен в задържането на топлина, предава топлината бавно.

За строителните материали, създадени от човека, материалите с най-висока топлопроводимост и добра плътност на топлината са лек бетон и огнена тухла. Обърнете внимание, че най-добрите естествени материали са далеч по-добри от тези два изкуствени материала при нагряване бързо и след това съхраняване на топлината.