Stichpunkte

Allgemein
	Wärmeenergie zu transportieren
	einer Flüssigkeit oder eines Gases
	Die Wärmeleitfähigkeit ist das Vermögen eines Festkörpers
	mit der beim Erwärmen eines Stoffes die Wärmeenergie von einem Teilchen auf das nächste weitergegeben wird
	Die Geschwindigkeit
	bestimmt die Wärmeleitfähigkeit
	Bei Festkörpern ist der Wärmestrom bzw
	Wärmefluss in erster Näherung linear zum Temperaturunterschied ΔT an den beiden betrachteten Enden
	der in Kelvin oder Grad Celsius gemessen wird
	auch Wärmeleitkoeffizient genannt
	so dass die Einheit der Wärmeleitfähigkeit
	Der Wärmestrom selber wird in Joule pro Sekunde oder Watt angegeben
	J/(K · s) bzw
	W/K ist
	die spezifische Wärmeleitfähigkeit anzugeben
	Für Festkörper-Materialien ist es auch möglich
	Diese veranschaulicht man am besten anhand eines Quaders der Dicke x und Wandflächenareal A
	Dessen eine Seite wird mit dem kalten Medium
	dessen gegenüberliegende Seite mit dem warmen Medium verbunden
	Die anderen Seiten werden möglichst gut wärmeisoliert
	Die spezifische Wärmeleitfähigkeit ergibt sich dann aus der gemessenen Wärmeleitfähigkeit
	indem man diese durch die Fläche der mit dem warmen bzw. kalten Medium verbundenen Quaderseite teilt
	und mit dem Abstand der beiden Quaderseiten multipliziert
	Die Einheit der spezifischen Wärmeleitfähigkeit k ist somit J/(K · s · m) bzw
	W/(K · m)
	sie gibt also nicht nur den Wärmefluss für einen Temperaturgradienten an
	Der Wärmestrom H in Watt errechnet sich dann aus: <math> H = - k A frac{mathrm{d}T}{mathrm{d}x} <math> Die spezifische Wärmeleitfähigkeit variiert mit der Absoluttemperatur
	für Gase häufiger bei 0 Grad Celsius
	Für Metalle wird die W. meist bei Raumtemperatur (300 Kelvin ~ 27 Grad Celsius) angegeben
	Die W. steigt i.d.R. mit wachsender Absoluttemperatur an
	kann aber für praktische Zwecke über einen nicht zu hohen Gradienten als konstant angenommen werden
	unter den Metallen ist es das Silber mit (429 W/mK)
	Die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Feststoffe besitzt Diamant (2000-2500 W/mK)
	Kupfer)
	Als Faustregel gilt: Was elektrischen Strom gut leitet (Silber
	leitet auch Wärme gut (Wiedemann-Franz-Gesetz)
	Wolle)
	"Verbergen") 1 Wärmeleitkoeffizient 1.1 Beispiele 2 Kehrwert und Beziehung zum Ohmschen Gesetz 3 Flüssigkeiten und Gase 4 Vakuum 5 Siehe auch 6 Weblinks [Bearbeiten]
	leitet auch elektrischen Strom schlecht. Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	Was Wärme schlecht leitet (Papier
Wärmeleitkoeffizient
	Der spezifische Wärmeleitkoeffizient (Einheit: Watt pro Meter mal Kelvin) gibt die Fähigkeit eines Stoffes an
	thermische Energie zu transportieren
	Je nach Stoff ist der Wärmeleitkoeffizient sehr unterschiedlich
	Während z
	BM
	etalle die Wärme gut leiten
	sind Luft und Wasser gute Isolatoren. [Bearbeiten]
Beispiele
	015 ..
	Flüssigkeiten (alle bei Raumtemperatur) und Gase (bei 0 Grad Celsius). Stoff W/(K · m) Polystyrol 0
	sonstige Festkörper
	Einige Beispiele zum Rechenwert der Wärmeleitfähigkeit für Baustoffe
	040 Polyurethan ~ 0
	37 Innenputz 0
	0
	040 Hohlraumziegel K-3 0
	035 Armaflex ~ 0
	46 Hohlraumziegel Porotherm 0
	35 Stahl 41 ..
	41 Hohlraumziegel MAX 0
	18 Sauerstoff 0
	3 Normalbeton 2
	1 Glas 0
	8 Eis 0 °C 2
	024 Wasserstoff 0
	58 Eisen 80
	2 Aluminium 237 Kupfer 401 Silber 429 Diamant 2300 Blei 35
	015 Die spezifische Wärmeleitfähigkeit ist die Eigenschaft eines Materials
	33 Wasser 0
	6 Luft 0
	3 Quecksilber 8
	023 Kohlenstoffdioxid 0
	Für einen Körper mit festen Abmessungen kann dementsprechend die (absolute) Wärmeleitfähigkeit berechnet werden
	02;m}} = 1;mathrm{W/K}<math> Bei einem Kelvin Temperaturunterschied zwischen Ober und Unterseite der Styroporplatte fließt also 1 Joule Wärmeenergie pro Sekunde durch die Platte. [Bearbeiten]
	Für eine Styroporplatte mit den Abmessungen 50 cm Breite
	5;m^2}{0
	1 m Höhe und 2 cm Tiefe ergibt sich beispielsweise: Wärmeleitfähigkeit = spezifische Wärmeleitfähigkeit * Fläche / Dicke <math>= 0
	04;mathrm{W/(K cdot m)} cdot mathrm{frac{0
Kehrwert und Beziehung zum Ohmschen Gesetz
	Der Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit ist der Wärmewiderstand: Wärmewiderstand = 1/Wärmeleitfähigkeit Berechnungen können analog zum Ohmschen Gesetz erfolgen
	Dabei ist der elektrische Strom durch den Wärmestrom (Watt) zu ersetzen und die elektrische Spannung durch den Temperaturunterschied (Kelvin)
	Um im Beispiel zu bleiben: Wenn bei unsere Styroporplatte zwischen den beiden Seiten ein Temperaturunterschied von 20 K herrscht
	dann ergibt sich ein Wärmestrom durch die Platte von: <math>mathrm{H = frac{Temperaturunterschied}{Waermewiderstand} = frac{20 K}{1;frac{K}{W}}= 20;W}<math> [Bearbeiten]
Flüssigkeiten und Gase
	Bei Flüssigkeiten und Gasen variiert die Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von Strömungen und Turbulenzen in der Flüssigkeit oder im Gas
	Bei flüssigkeitsbasierten Heizungs- oder Kühlungssystemen ergibt sich beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit aus der spezifischen Wärmekapazität des strömenden Heizungs- oder Kühlmittels (etwa Wasser)
	multipliziert mit der Strömungsgeschwindigkeit
	ist die verbleibende Wärmeleitfähigkeit der meisten Gase sehr gering
	Unterbindet man Strömungen und Turbulenzen
	die im wesentlichen aus Luft oder Gas bestehen
	Polystyrol etc.) ausgenutzt
	das vom umgebenden Festkörper am Zirkulieren gehindet wird
	Dieses wird in vielen Isoliermaterialien (Glaswolle
	haben hingegen eine (fast) unendliche Wärmeleitfähigkeit. [Bearbeiten]
	beispielsweise Helium-4 unter 1
	6 K
	Superfluide Flüssigkeiten
Vakuum
	Im Vakuum findet keine Wärmeleitung statt
	der Wärmetransport geschieht nur durch Wärmestrahlung
	um einen sehr geringen Wärmetransport zu erreichen
	Dieses wird zum Beispiel bei der Thermosflasche ausgenutzt
	Um auch den Energietransport per Wärmestrahlung zu minimieren
	sind die dem Vakuum zugewandten Flächen des zur Isolation verwendeten Glas- oder Stahlkörpers hochverspiegelt. [Bearbeiten]
Siehe auch
	Wärmekapazität
	Temperaturleitfähigkeit
	Phonon
	Wärmeleitung
	Wärmetransport [Bearbeiten]
	Wärmedurchgangskoeffizient
	Debye-Temperatur
	Gitterschwingung
Weblinks
	Wärmeleitfähigkeit der Elemente (http://www.chemie-master.de/pse/tab10.html) ca:Conductivitat tèrmica en:Thermal conductivity es:Conducción de calor fr:Conductivité thermique ja:熱�導率 nl:Warmtegeleiding ro:Conductibilitate termică sv:Värmeledningsförmåga sl:toplotna prevodnost

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Wärmeleitfähigkeit aus der freien Enzyklopädie wikipedia und steht unter der GNU Lizenz für freie Dokumentation. In der wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.