Wärmetransportphänomene - Lehrstuhl für Thermodynamik - TUM
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6 KAPITEL 2. GRUNDBEGRIFFE DER WÄRMELEITUNG<br />
Schäume<br />
CO2<br />
Wärmedämmstoffe<br />
H2<br />
|-- Gase --|<br />
Plastik Eis<br />
Oxide<br />
nichtmetallische Feststoffe<br />
Öl Wasser<br />
Fasern<br />
Quecksilber<br />
|--- Flüssigkeiten ---|<br />
|-- Metalle --|<br />
Nickel Aluminium<br />
Legierungen<br />
0.01 0.1 1 10 100 1000<br />
Abbildung 2.2: Wärmeleitfähigkeit verschiedener Materialien (in W/m·K) verschiedener Materialien<br />
bei Standardbedingungen (nach [2].<br />
Dieser Zusammenhang wird analytisch wie folgt formuliert:<br />
Q = λ T1 − T2<br />
∆x<br />
A ∆t.<br />
Der Koeffizient λ, der die Materialabhängigkeit der Wärmeleitung erfasst, wird Wärmeleitfähigkeit<br />
genannt. Diese reine Stoffgröße ist durch obige Gleichungen definiert und erhält<br />
wegen:<br />
Zink<br />
[Q] = J = W s; [T ] = K; [x] = m; [A] = m 2 ;<br />
die Einheit [λ]= W/ (m K) zugewiesen. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Funktion der Temperatur<br />
des Körpers, diese Abhängigkeit kann in allerdings in vielen Fällen in guter Näherung<br />
vernachlässigt werden. Ganz grob gesprochen ist Die Wärmeleitfähigkeit von Metallen ist<br />
deutlich größer (ungefähr eine Größenordnung) als die von nicht-metallischen Festkörpern,<br />
diese deutlich größer als die von Flüssigkeiten, und diese wiederum wesentlich größer als die<br />
von Gasen. Ein Übersicht vermittelt Bild 2.2, einige Zahlenwerte {λ} sind in Tabelle 2.1<br />
angegeben.<br />
Silber<br />
Stoff Ag Cu Al St VA Glas H2O PVC Luft CO2<br />
{λ} W/ (m K) 410 390 230 52 15 1,4 0,60 0,15 0,026 0,015<br />
Tabelle 2.1: Wärmeleitfähigkeit λ verschiedener Materialien bei 20 ◦ C.