Lors de la construction d'un plancher pour une utilisation solaire passive ou de l'utilisation d'une surface en pierre pour maintenir le pain au chaud tout en servant, il est important de savoir quel type de roche retiendra le mieux la chaleur. La capacité à retenir la chaleur dépend de la capacité thermique 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 de la chaleur, appelée conductivité thermique. Associez la capacité de la pierre à stocker la chaleur et la conductivité thermique pour trouver la pierre qui absorbe le mieux la chaleur et la fait le plus rapidement possible.
Carrelage en marbre mosaïque.La densité d'énergie de la pierre
Mur de roche en plein air.La caractéristique la plus importante d’une pierre qui doit conserver 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 de 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 unitaire. Cela donne un chiffre qui montre à quel point une pierre peut stocker de la chaleur, si chaque pierre a la même taille. La pierre ayant la densité d'énergie la plus élevée aura la plus grande capacité d'absorption de chaleur, pour une épaisseur ou une taille donnée.
Quelles pierres absorbent le plus de chaleur?
Roches basaltiques.Pour les matériaux naturels courants, les pierres ayant la plus haute densité d'énergie (du plus élevé au plus faible) sont le gypse, la stéatite, le basalte, le marbre, le calcaire, le grès et le granit.
Pour les matériaux synthétiques couramment utilisés dans la construction, la pierre ayant la plus haute densité énergétique est la brique réfractaire, suivie de l'asphalte, du béton et de la brique ordinaire. Notez que le béton à base de pierre de basalte aurait une densité d'énergie supérieure à celle d'un béton à base de calcaire.
Conductivité thermique de la pierre
Femme re-carrelage avec des carreaux de pierre.Chaque matériau a la capacité de transférer de la chaleur vers un matériau plus froid. Le taux auquel cela se produit s'appelle la conductivité thermique. Les matériaux ayant une conductivité thermique plus élevée transfèrent plus facilement la chaleur. C'est l'une des raisons pour lesquelles un sol en marbre est plus froid qu'un sol 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 rapidement abandonnée, ce qui peut ne pas être un trait souhaitable pour certaines applications. Deux types de pierre sont souvent nécessaires, un qui stocke bien la chaleur et un autre qui isole.
Quelle pierre absorbe le plus de chaleur le plus rapidement?
Cuisine moderne avec sol en béton.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 thermiques, mais ne stockent pas beaucoup de chaleur.
Bien que le gypse retienne bien la chaleur, il agit plus comme un isolant que comme un conducteur de chaleur. Le basalte, bien qu'excellent pour 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 de chaleur 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.
