A capacidade térmica específica é uma propriedade termofísica fundamental dos materiais e é útil para avaliar os materiais e as suas áreas de aplicação. Pode ser determinada por meio de calorimetria de varrimento diferencial dinâmica (DSC) pode ser determinada.
Outra forma de determinar a capacidade térmica específica é utilizar o método do fio de aquecimento transiente ( ASTM C1113-99 ). O método dependente do tempo fornece resultados exactos e precisos para determinar os valores termofísicos Condutividade térmica λ , difusividade térmica a e capacidade térmica específica cp dos gases e líquidos. O aumento da temperatura é medido numa amostra que é aquecida por um fio de aquecimento fino a uma distância conhecida. O fio funciona como uma fonte de calor de Joule e, ao mesmo tempo, como um termómetro de resistência. À medida que a temperatura aumenta, a resistência do fio muda e pode, portanto, ser usada para medir a temperatura.
Já em 1931, Stålhane e Pyk tinham medido a condutividade térmica de pós utilizando um aparelho muito semelhante ao método atual; tinham encontrado a seguinte correlação empírica:
Tendo em conta a equação da condução de calor, a temperatura T do fio de aquecimento como fonte linear de calor a uma distância r do fio num determinado momento t pode ser calculada do seguinte modo
Equação 2
Isto permite que a condutividade térmica λ seja calculada utilizando a variação de temperatura em dois tempos diferentes t1 e t2 :
Equação 3
Dado que a condutividade térmica λ, a difusividade térmica, a capacidade térmica específica cp e a densidade ρ estão relacionadas da seguinte forma,
a capacidade térmica específica cppode ser determinada através da equação 3:
Método da ponte quente transiente (THB)
Um outro desenvolvimento do método transiente de fio quente é o método transiente de ponte quente desenvolvido pelo Physikalisch-Technische Bundesanstalt em Braunschweig, que foi introduzido no mercado europeu em 2005 (ver THB ).
O sensor multi-patenteado é o componente chave aqui. Enquanto no método do fio de aquecimento é utilizada apenas uma tira de aquecimento, a THB utiliza quatro tiras de aquecimento sinuosas. A divisão transversal assimétrica de cada tira e as diferentes distâncias entre as tiras, em conjunto com um circuito de ponte de Wheatstone, permitem uma compensação efectiva de desvios de medição sistemáticos significativos.
O método da ponte quente transiente dependente do tempo permite a medição simultânea das propriedades termofísicas do material λ, a e cp de numerosos materiais e geometrias. O método fornece resultados para sólidos e líquidos, bem como para pós e pastas, com elevada exatidão de medição e baixo dispêndio de tempo.
O método de medição é utilizado para uma vasta gama de aplicações, incluindo a avaliação de materiais de armazenamento de calor e materiais isolantes, bem como a análise de componentes electrónicos e materiais utilizados na nanotecnologia.
