Hvilke klipper absorberer varmen bedst?

Når man konstruerer et gulv til passiv solbrug, eller man bruger en stenoverflade til at holde brødet varmt under servering, er det vigtigt at vide, hvilken slags klippe der beholder varmen bedst. Evnen til at tilbageholde varmen er en funktion af stenens specifikke varmekapacitet og densitet. En anden faktor ved valg af sten kunne være, hvor hurtigt sten overfører varme, kaldet termisk ledningsevne. Sæt stenens kapacitet til at opbevare varme sammen med varmeledningsevne for at finde den sten, der optager varme bedst, og gør det hurtigst.

Det eneste vigtigste træk ved en sten, der skal fastholde varmen, er målet for dens specifikke varmekapacitet. Den specifikke varme af et materiale er den mængde energi, der er nødvendig for at hæve et kilogram materiale en grad celsius.

Det næstvigtigste træk ved en sten, der bruges til at absorbere varme, er dens densitet. For to stenmaterialer med den samme specifikke varme vil den tættere klippe være mindre og have den samme varmeenergi.

Energitætheden for sten er den specifikke varme ganget med dens densitet på enhedsbasis. Dette giver et tal, der viser, hvor godt en klippe kan lagre varme, hvis hver klippe har samme størrelse. Stenen med den højeste energitæthed vil have den største evne til at absorbere varme for en given tykkelse eller størrelse.

For almindelige naturlige materialer er stenene med den højeste energitæthed (fra høj til lav) gips, kleberstein, basalt, marmor, kalksten, sandsten og granit.

For almindelige menneskeskabte materialer, der bruges i konstruktionen, er sten med den højeste energitæthed brandsten, efterfulgt af asfalt, beton og almindelig mursten. Bemærk, at beton fremstillet med basaltsten ville have en højere energitæthed end en fremstillet med kalksten.

Hvert materiale har evnen til at overføre varme til et køligere materiale. Den hastighed, hvormed dette sker, kaldes den termiske ledningsevne. Materialer med en højere varmeledningsevne overfører varme lettere. Dette er en af ​​grundene til, at et marmorgulv føles køligere til bare fødder end et trægulv, selvom de to etager har samme temperatur.

Hvis en sten har en høj varmeledningsevne, vil den også overføre varme til et køligere sted hurtigst. Dette betyder, at varmen opgives hurtigt, så dette muligvis ikke er en ønskelig egenskab for nogle anvendelser. Ofte er der brug for to typer sten, en, der opbevarer varmen godt, og en anden, der isolerer.

Natursten med høj energitæthed og fremragende varmeledningsevne er kleberstein (langt den bedste) og marmor. Dette er måske de bedste sten til hurtigt at absorbere store mængder varme. Nogle typer granit kan være gode varmeledere, men er ikke gode til at opbevare varme.

Selvom Gips holder varmen godt, fungerer den mere som en isolator end en varmeleder. Selv om basalt er fremragende til at holde varme, overfører varmen langsomt.

For menneskeskabte byggematerialer er materialerne med den højeste varmeledningsevne og god varmetæthed letvægtsbeton og ildsten. Bemærk, at de bedste naturlige materialer er langt bedre end disse to menneskeskabte materialer ved hurtig opvarmning og derefter opbevaring af varmen.