L'avantage concurrentiel secret pour les militaires, les forces de l'ordre et les professionnels de la sécurité : la conductivité thermique d'IcePlate®

The Secret Competitive Advantage for Military, Law Enforcement and Safety Professionals: Thermal Conductivity of IcePlate®
Il est impératif de trouver des produits et des stratégies pour garder mon corps confortable. Rester au chaud me permet de rester efficace, d'atteindre mes objectifs et d'augmenter ma satisfaction globale à propos de ma journée.
J'étais étudiant en chimie à l'université et je suis un grand passionné de sciences. Alors que la plupart de mes amis grimaçaient à l'idée des cours de chimie, je les savourais. J'ai opté pour des cours avancés sur la science des matériaux, la chimie organique, la chimie inorganique, la chimie physique et la thermodynamique.
Aujourd'hui, je veux approfondir le sujet du chauffage par conduction et répondre à ces questions :

The IcePlate® - Chauffage par conduction au travail

GlacePlaque
L' IcePlate ® est un outil fantastique pour rester au chaud en hiver. Je peux le remplir d' eau tiède le matin et le porter entre ma couche de base et ma veste légère pour #StayToasty toute la matinée.

Mais - comment le port de l'IcePlate® vous garde-t-il au chaud et quelle est la science derrière cet effet de chauffage conducteur ?

Conduction thermique : un aperçu

La conduction thermique est le transfert de chaleur entre deux corps en contact direct. Au niveau microscopique, ce transfert se produit entre la collision de particules et d'électrons au sein des corps eux-mêmes [1] . Lorsqu'une molécule plus chaude entre en collision avec une molécule plus froide, l'énergie est transférée de la première à la seconde. Dans le cas de l'IcePlate®, les deux corps (l'IcePlate® elle-même et le corps humain avec lequel elle est en contact) sont immobiles l'un par rapport à l'autre. La vitesse à laquelle le transfert de chaleur peut se produire est liée à la différence de température entre les deux corps (dans ce cas, l'IcePlate® est remplie d'eau plus chaude que la température interne du corps humain de 98,6 degrés F) [1] . Comme vous pouvez l'imaginer, si les deux corps étaient à la même température, le taux de transfert de chaleur serait nul.

Différents matériaux, différentes propriétés conductrices

Boules

Différents matériaux transfèrent la chaleur différemment. Imaginons une seconde que nous préparons le dîner dans notre maison au milieu de l'hiver et que le thermostat de notre maison est réglé sur 70 degrés F. Nous sortons deux articles de l'armoire pour nous aider à préparer les repas - un bol en métal pour en mélanger farcir et un bol en bois pour faire une salade.
Imaginez que vous touchez le bol en métal avec votre main gauche, tout en touchant simultanément le bol en bois avec votre droite. Quel bol est le plus froid ? Le bol en métal sera toujours plus froid que le bol en bois. En réalité, ils sont tous les deux à la même température - 70 degrés F. Quel phénomène scientifique explique cette différence de sensation ?

La réponse a à voir avec la conductivité thermique. Différents matériaux conduisent la chaleur à des vitesses différentes. Le métal est un excellent conducteur de chaleur, ce qui signifie qu'il transférera très rapidement la chaleur de votre main à 98,6 degrés F, ce qui rendra votre main froide. Le bois, alternativement, est un mauvais conducteur de chaleur, et dans ce cas, il sentira plus la température ambiante au toucher [2] .

Équation de conduction thermique (j'adore les équations !)

Parlons un peu de l'équation utilisée pour calculer la conduction thermique.

Q/t = [kA(T2-T1)]/d

Si regarder cette équation vous donne de l'anxiété, ne vous inquiétez pas, nous allons la décomposer. Que signifient ces lettres et ces caractères ? !

Q : Énergie (dans ce cas l'énergie thermique) mesurée en Joules

t : Temps en secondes

(Les watts sont en fait des Joules par unité de seconde. Donc, Q/t = Watts. C'est ce que nous allons résoudre.)

k : Constante de conductivité thermique. Cette constante est spécifique au matériau . Chaque type de matériau a sa propre constante. Changez le matériau, changez la constante. L'étain a une constante de conductivité thermique de 68,2 et la constante du bois peut varier de 0,16 à 0,25 W/mK [3] .

A : Aire de la section transversale. La quantité de chaleur transférée augmente proportionnellement avec la surface. Imaginez qu'un IcePlate® (à 10 "x 12") transfère plus de chaleur qu'un petit chauffe-mains de la même température et du même matériau.

T2 : Température de l'objet le plus chaud en Kelvin.

T1 : Température de l'objet le plus froid en Kelvin.

d : L'épaisseur du matériau à travers lequel la chaleur est transférée. Plus l'objet est épais, plus la vitesse est lente. (Ceci est particulièrement intéressant lorsque vous comparez la conception mince de l'IcePlate® avec des systèmes d'hydratation plus volumineux.)

Capacité de chauffage IcePlate® (en watts)

Ampoule

Allons ** à fond sur le nerd ** et décomposons le transfert de chaleur en watts (joules transférés à travers le matériau par seconde) entre l'IcePlate® et le corps humain (la science est tellement cool parce que nous pouvons simplement brancher et jouer avec l'équation ci-dessus).

k : L'IcePlate® est fabriqué à partir d'un polyéthylène haute densité (PEHD) avec une constante de conductivité thermique d'environ 0,50 W/(mK). [4]

R : L'IcePlate® est de la même taille qu'une assiette SAPI moyenne (10" x 12"). Nous devons convertir nos mesures en pouces en mètres pour garder nos unités cohérentes. 10 pouces = 0,254 mètres ; 12 pouces = 0,3048 mètre. A = 0,254 mètre x 0,3048 mètre = 0,07742 mètre carré.

T2 : Supposons ici que la température de l'IcePlate® est de 160 degrés F (la température de l'eau sortant d'une machine à café Bunn que j'utilisais l'autre jour). Nous devons convertir cela en unités Kelvin (la principale mesure de température dans les sciences physiques). 160 degrés F = 344,26 K.

T1 : Supposons que vous n'ayez pas de fièvre folle et que vous ayez une température corporelle normale de 98,6 degrés F. 98,6 degrés F = 310,15 K.

d : L'IcePlate® a une largeur de 1 pouce. 1 pouce = 0,0254 mètre.

Nous avons nos chiffres, alors mettons-les dans notre équation.

Watts = [0,50 * 0,07742 mètre carré * (344,26 K - 310,15 K)]/0,0254 mètre

52 watts de puissance de chauffage

Plutôt cool, hein ?

Remarque : Cette étude est en fait la puissance si vous portiez l'IcePlate® contre votre peau nue (ce que nous ne recommandons pas ). Lorsque vous portez une couche de base ou un gilet de sécurité , vous ajoutez une isolation, ce qui modifie le taux de transfert de chaleur.

Restez au chaud (avec IcePlate®) et vivez votre vie (efficacement)

Plaque de glace Qore Performance

L'IcePlate® est mon nouvel outil préféré pour le réchauffement hivernal. Cela me permet de faire plus de ce dont j'ai besoin et que j'aime faire. Nous aimerions en savoir plus sur vos expériences d'utilisation d'IcePlate® en hiver ! Comment cela vous a-t-il aidé à parcourir votre liste de contrôle quotidienne ? Laissez vos pensées et commentaires ci-dessous.

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