Lorsque vous construisez un plancher pour une utilisation solaire passive ou que vous utilisez une surface de 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 spécifique et de la densité de la pierre. Un autre facteur dans le choix de la pierre pourrait être la rapidité avec laquelle la pierre transfère la chaleur, appelée conductivité thermique. Mettez la capacité de la pierre à stocker la chaleur avec la conductivité thermique pour trouver la pierre qui absorbe le mieux la chaleur et qui le fait le plus rapidement.
Sommaire de cette fiche pratique
La densité énergétique de la pierre
La caractéristique la plus importante d’une pierre qui doit retenir la chaleur est la mesure de sa capacité calorifique spécifique. La chaleur spécifique d’un matériau est la quantité d’énergie nécessaire pour soulever 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 chiffre qui montre à quel point une roche peut stocker la chaleur, si chaque roche est de la même taille. La pierre ayant la densité énergétique la plus élevée aura la plus grande capacité d’absorber la chaleur, pour une épaisseur ou une taille donnée.
Quelles pierres absorbent le plus de chaleur ?
Pour les matériaux naturels courants, les pierres ayant la densité énergétique la plus élevée (de haute à basse) sont le gypse, la stéatite, le basalte, le basalte, le marbre, le calcaire, le grès et le granit.
Pour les matériaux couramment utilisés dans la construction, la pierre ayant la densité énergétique la plus élevée est la brique réfractaire, suivie de l’asphalte, du béton et de la brique ordinaire. Il est à noter que le béton fait de pierre de basalte aurait une densité énergétique plus élevée que celui fait de calcaire.
Conductivité thermique de la pierre
Chaque matériau a la capacité de transférer la chaleur à un matériau plus froid. La vitesse à laquelle cela se produit s’appelle la conductivité thermique. Les matériaux ayant une conductivité thermique plus élevée transfèrent la chaleur plus facilement. C’est une des raisons pour lesquelles un sol en marbre est plus frais à pieds nus qu’un sol en bois, même si les deux sols sont à la même température.
Si une pierre a une conductivité thermique élevée, elle transférera également la chaleur à 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. On a souvent besoin de deux types de pierre, l’un qui emmagasine bien la chaleur et l’autre qui isole.
Quelle pierre absorbe le plus rapidement la chaleur ?
Les pierres naturelles à haute densité énergétique et à excellente conductivité thermique sont la stéatite (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 ils ne sont pas très bons pour stocker la chaleur.
Bien que le gypse retient bien la chaleur, il agit plus comme un isolant qu’un conducteur de chaleur. Le basalte, bien qu’il soit excellent pour retenir la chaleur, transfère la chaleur lentement.
Pour les matériaux de construction fabriqués par l’homme, les matériaux ayant la conductivité thermique la plus élevée et une 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 et stocker la chaleur.
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