العزل الحراري يتكون من بعض المواد النقية عوازل . ولكنها لا تزال تتصرف بشكل مختلف عند مزجها بكميات صغيرة من العناصر الأخرى . على سبيل المثال . تعتبر معظم أنواع السيراميك عوازل جيدة جدًا ولكنها تتصرف بشكل مختلف عند مزجها مع أنواع أخرى من المواد . فإنها تتصرف مثل المواد الموصلة . حتى لو لم تكن مواد عازلة نقية الماء عازل . بينما الماء الملوث كلياً يعمل بشكل ضعيف كمادة عازلة.
وتجدر الإشارة إلى أن شكل وحجم المادة يؤثر على كونه مادة عازلة أم لا . والمواد العازلة: مطاط ، الزجاج والماس والخشب والقطن ، ولكن أيضًا البلاستيك والأسفلت والكوارتز والسيراميك ،
خصائص العزل الحراري
قبل شرح إجابة السؤال “ما هو العزل الحراري؟” . وتجدر الإشارة إلى أن العوازل الحرارية مصممة لتقليل معدل انتقال الحرارة عن طريق التوصيل أو الإشعاع ولهذا الغرض تمتلك جميع العوازل بعض الخصائص المشتركة التي يمكن تفسيرها على النحو التالي:
التوصيلية الحرارية
أفضل مواد العزل الحراري لها أقل موصلية حرارية. تقيس هذه الخاصية بشكل أساسي مدى جودة توصيل الحرارة من خلال كتلتها . فكلما انخفض قياس الموصلية . قلت الحرارة التي تجريها المادة ، وبالتالي تكون قادرة على تخزين الحرارة أو حماية محتوياتها الداخلية من الحرارة الخارجية.
مقاومة الحرارة
يجب أن تكون العوازل أيضًا مقاومة للحرارة ، وبما أن الحرارة لا يمكن أن تمر من خلالها ، فمن المحتمل أن تكون أسطحها عرضة للحرارة.
نفاذية الهواء
نفاذية الهواء هي الخاصية التي تسمح للهواء بالمرور عبر مسام تلك المواد العازلة ، ونفاذية الهواء الأعلى تعني توصيل حراري أقل.
اقرا ايضا : العزل الحراري و انواعه و اسعاره
ما هوه العزل الحراري
تجدر الإشارة إلى أن العزل الحراري هو الحد من انتقال الحرارة ، أي تقليل انتقال الطاقة الحرارية بين الأجسام في عملية التلامس حتى ضمن نطاق تأثير الإشعاع.يمكن تحقيقه من خلال طرق أو عمليات هندسية خاصة لأن حدوث التدفق الحراري هو في الأساس نتيجة حتمية للتلامس بين الأجسام ذات درجات الحرارة المختلفة ، لذلك يوفر منطقة معزولة منفصلة ، وبالتالي إلغاء التوصيل الحراري أو انعكاس الإشعاع بدلاً من امتصاصه بواسطة الأجسام ذات درجة الحرارة المنخفضة ، أكثر وضوحًا حول ماهيته ، من الضروري الانتباه إلى المادة. تقاس قدرة العزل الحراري بعكس الموصلية الحرارية ، لذا فإن الموصلية الحرارية المنخفضة تساوي قدرة عزل حراري عالية. في الهندسة الحرارية ، هناك عوامل مهمة أخرى تؤثر على العزل الحراري وهي خصائص الجسم الكثيف وقدرته الحرارية المحددة. يتم تحقيق العزل الحراري من خلال لف مادة ذات موصلية حرارية منخفضة داخل مادة أخرى ذات سماكة عالية. يقلل السطح المكشوف المنخفض من انتقال الحرارة ،
اسباب العزل الحراري
تجدر الإشارة إلى أن المواد مصنفة على أنها عوازل أو مواد أخرى بسبب توصيلها الكهربائي ، ويمكن فهم أسباب العزل الحراري ذريًا ، نظرًا لأن الإلكترونات في الذرة يمكن أن تحتوي على طاقات محددة جيدًا ، وبالتالي ، تحتل طاقاتهم ، لديهم إلكتروناتمستويات طاقة محددة. يوجد العديد من الإلكترونات في ذرة نموذجية. تخضع مستويات الطاقة المنخفضة لقاعدة ميكانيكا الكم تُعرف باسم مبدأ استبعاد باولي. في المواد الصلبة ، عدد الذرات وبالتالي عدد المستويات كبير جدًا. يتم تثبيت معظم مستويات الطاقة الأعلى باستمرار على، باستثناء بعض النطاقات التي لا توجد بها مستويات ، وتسمى المناطق التي لا تحتوي على مستويات طاقة فجوات النطاق
أعلى مستوى طاقة تشغله الإلكترونات هو مستوى التكافؤ ، في المواد العازلة حرارياً ، تملأ الإلكترونات مستوى التكافؤ بالكامل ، ولا يمكن للإلكترونات أن تتحرك تحت تأثير مجال كهربائي ما لم يتم تزويدها بالطاقة الكافية لعبور مستوى الطاقة ، والمواد بما في ذلك المعادن في العديد من المواد ، تميل المقاومة إلى زيادة تدفق الشحنة مع درجة الحرارة ، لذلك تنخفض مقاومة العازل بسرعة مع درجة الحرارة.
وغالبًا ما يستخدم هذا لشرح ما هو العزل الحراري وما هو التوصيل الكهربائي ، لأن الزيادة في الطاقة الحرارية يملأ بعض الإلكترونات بمستويات طاقة ، بحيث تتأثر بالمجال الكهربائي المتأثر. في ظل المجال الكهربائي المطبق ، يكون لفرق الطاقة بين مستويات التكافؤ تأثير قوي يؤدي إلى عزل حراري في العديد من المواد ، لذا فإن الماء النقي ليس حراريًا عازل لأن جزءًا صغيرًا جدًا فقط من جزيئات الماء يتم فصلها إلى أيونات.
استخدمات المواد العازله
قد يكون من المفيد توضيح الغرض من مادة عازلة ، على الرغم من اعتبار العازل عمومًا مادة غير موصلة ، إلا أنه من الأفضل وصفه بأنه موصل ضعيف أو مادة ذات مقاومة عالية لتدفق التيار الكهربائي ، والتي ينعكس في العديد من الاستخدامات لأن العوازل الكهربائية تُستخدم لحمل الموصلات الكهربائية أو لفصلها عن بعضها البعض وعن الأشياء المحيطة ، حيث تشكل العوازل حاجزًا بين الأجزاء النشطة من الدائرة وتقييد تدفق التيار الكهربائي إلى الأسلاك أو التوصيلات الأخرى الممرات ، عزل الدوائر ضروري لجميع الأجهزة الكهربائية والإلكترونية اللازمة للتشغيل الناجح للأجهزة حيث أنها تعتمد عليها بشكل أساسي ، يتم استخدام أنواع مختلفة من المواد شائعة الاستخدام كعوازل كهربائية ، مع تفضيل العوازل على غيرها اعتمادًا على استخدامها.
