PCM_Energy_Saving_8th_Grade

1.

Применение фазовых переходов
для энергосбережения
Материалы с изменяющимся агрегатным состоянием (PCM) в зданиях, транспорте и
текстиле
Презентация по физике • 8 класс

2.

Что такое PCM?
Phase Change Materials — материалы с изменением фазы
PCM — это вещества, способные поглощать
или выделять большое количество теплоты
Нагрев (День):
Вещество плавится (твёрдое → жидкое) и поглощает
избыточное тепло из окружающей среды, охлаждая её.
при изменении своего агрегатного состояния
(плавление и отвердевание).
• Эффект основан на скрытой теплоте фазового
перехода (L).
Охлаждение (Ночь):
Вещество отвердевает (жидкое → твёрдое) и
возвращает накопленное тепло обратно, согревая
среду.

3.

Физика процесса: Скрытая теплота
Вспоминаем формулы термодинамики за 8 класс
Формула количества теплоты при плавлении/кристаллизации:
Q=λ·m
Где Q — количество теплоты (Дж), λ — удельная теплота плавления (Дж/кг), m — масса (кг).
Главная фишка PCM:
Во время фазового перехода температура материала ОСТАЁТСЯ ПОСТОЯННОЙ. Это позволяет удерживать стабильную
температуру в помещении или устройстве, пока весь материал не сменит фазу.

4.

Классификация PCM материалов
Что именно используют в качестве тепловых аккумуляторов?
1. Органические
2. Неорганические
3. Эвтектические
Парафины и жирные кислоты.
Кристаллогидраты солей,
металлы.
Смеси нескольких веществ.
Долговечные, не вызывают
коррозию, химически стабильные.
Горючие, имеют более низкую
теплопроводность.
Высокая теплота плавления,
негорючие, дешёвые.
Коррозируют металлы, со временем
расслаиваются.
Чёткая фиксированная температура
плавления без разделения на фракции.
Высокая стоимость, ограниченный
выбор.

5.

Применение: «Умные» здания
Энергосбережение в архитектуре и строительстве
Интеграция в стены и потолки: Капсулы с PCM добавляют в гипсокартон, бетон или штукатурку.
Сглаживание пиков температур: Днём стены поглощают тепло (снижая нагрузку на кондиционеры), а ночью отдают
его (экономя отопление).
Экономия энергии: Позволяет снизить затраты на климат-контроль до 20-30%.
Пассивный термостат: Здание само поддерживает комфортную температуру без электричества.

6.

Применение: Транспорт и логистика
Сохранение холода и тепла в движении
Контейнеры-рефрижераторы: Использование PCM позволяет перевозить скоропортящиеся продукты и лекарства
(вакцины) без постоянной работы холодильных установок.
Аккумуляторы электромобилей: PCM защищают батареи от перегрева во время быстрой зарядки и работы под
высокой нагрузкой, продлевая их жизнь.
Авиация: Защита чувствительной электроники черных ящиков и бортовых компьютеров от резких температурных
перепадов.

7.

Применение: Умный текстиль и одежда
Микроклимат, который всегда с тобой
Экипировка космонавтов и пожарных: Микрокапсулы PCM в тканях защищают от экстремального тепла и леденящего
холода.
Спортивная одежда: Избыточное тепло тела при беге поглощается тканью, а во время отдыха возвращается, не давая
спортсмену переохладиться.
Постельное бельё: «Умные» одеяла и матрасы поддерживают идеальную температуру для глубокого сна человека.

8.

Заключение и выводы
Энергоэффективность: PCM существенно снижают потребление углеводородов и
электричества.
Экология: Уменьшение выбросов CO2 за счет пассивного регулирования тепла.
Будущее: Развитие нанотехнологий позволит сделать PCM дешевле и эффективнее,
открывая путь к полностью автономным системам.