Quelles roches absorbent le mieux la chaleur?

Lors de la construction d'un sol pour une utilisation solaire passive ou d'une surface en pierre pour garder le pain au chaud pendant le service, il est important de savoir quel type de roche retiendra le mieux la chaleur. La capacité à retenir la chaleur est fonction de la capacité thermique et de la densité spécifiques de la pierre. Un autre facteur dans le choix de la pierre pourrait être la vitesse à laquelle la pierre transfère la chaleur, appelée conductivité thermique. Mettez la capacité de la pierre à stocker la chaleur et la conductivité thermique pour trouver la pierre qui absorbe le mieux la chaleur et le fait le plus rapidement.

La caractéristique la plus importante d'une pierre qui doit retenir la chaleur est la mesure de sa capacité thermique spécifique. La chaleur spécifique d'un matériau est la quantité d'énergie nécessaire pour élever un kilogramme de matériau d'un degré centigrade.

La deuxième caractéristique la plus importante d'une pierre utilisée pour absorber la chaleur est sa densité. Pour deux matériaux en pierre ayant la même chaleur spécifique, la roche plus dense sera plus petite et conservera la même énergie thermique.

La densité énergétique de la pierre est la chaleur spécifique multipliée par sa densité sur une base unitaire. Cela donne un nombre qui montre à quel point une roche peut stocker la chaleur, si chaque roche est de la même taille. La pierre ayant la densité d'énergie la plus élevée aura la plus grande capacité à absorber la chaleur, pour une épaisseur ou une taille donnée.

Pour les matériaux naturels courants, les pierres ayant la densité d'énergie la plus élevée (de haut en bas) sont le gypse, la stéatite, le basalte, le marbre, le calcaire, le grès et le granit.

Pour les matériaux artificiels courants utilisés dans la construction, la pierre ayant la densité d'énergie la plus élevée est la brique réfractaire, suivie de l'asphalte, du béton et de la brique ordinaire. Notez que le béton en pierre de basalte aurait une densité d'énergie plus élevée que celui en pierre calcaire.

Chaque matériau a la capacité de transférer la chaleur vers un matériau plus frais. La vitesse à laquelle cela se produit est appelée conductivité thermique. Les matériaux ayant une conductivité thermique plus élevée transfèrent plus facilement la chaleur. C'est une des raisons pour lesquelles un sol en marbre est plus frais aux pieds nus qu'un plancher en bois, même si les deux étages sont à la même température.

Si une pierre a une conductivité thermique élevée, elle transférera également la chaleur vers un endroit plus frais le plus rapidement. Cela signifie que la chaleur sera abandonnée rapidement, ce qui peut ne pas être une caractéristique souhaitable pour certaines applications. Souvent, deux types de pierre sont nécessaires, un qui stocke bien la chaleur et un autre qui isole.

Les pierres naturelles à haute densité énergétique et excellente conductivité thermique sont la pierre ollaire (de loin la meilleure) et le marbre. Ce sont peut-être les meilleures pierres pour absorber rapidement de grandes quantités de chaleur. Certains types de granit peuvent être de bons conducteurs de chaleur, mais ne sont pas excellents pour stocker la chaleur.

Bien que le gypse retienne bien la chaleur, il agit davantage comme un isolant qu'un conducteur de chaleur. Le basalte, bien qu'excellent à retenir la chaleur, transfère la chaleur lentement.

Pour les matériaux de construction artificiels, les matériaux ayant la conductivité thermique la plus élevée et la bonne densité thermique sont le béton léger et la brique réfractaire. Notez que les meilleurs matériaux naturels sont bien meilleurs que ces deux matériaux synthétiques pour chauffer rapidement puis stocker la chaleur.