grundlagen:waermeleitfaehigkeit
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======Wärmeleitfähigkeit====== | ======Wärmeleitfähigkeit====== | ||
- | Um den Dingen noch ein wenig mehr auf den Grund zu gehen, schauen wir uns jetzt auch noch den Einfluss der Dicke unseres die Reservoire trennenden Bauteils an. Dafür gehen wir jetzt in einem ersten Schritt erst einmal davon aus, dass es sich um ein homogenes, einschichtiges Bauteil handelt (d.h. es ist auf der ganzen Dicke mit einem einzigen Material, auch überall mit gleicher Dichte) gefüllt. Es stellt sich dann schnell heraus, dass für die meisten Stoffe zumindest unterhalb einer Grenzdicke $d_{Grenz}$ der gemessene U-wert der Schicht umgekehrt proportional zur Schichtdicke ist. Das wundert auch wiederum nicht, wenn wir die Vorstellung vom Weiterreichen der Vibrationsenergie der Moleküle als Modell der Wärmeleitung im Kopf haben. Je länger die Strecke ist, über die die Vibration weitergereicht werden muss, desto größer der Wärmedurchlasswiderstand (und der ist $R:=1 \diagup | + | Um den Dingen noch ein wenig mehr auf den Grund zu gehen, schauen wir uns jetzt auch noch den Einfluss der Dicke unseres die Reservoire trennenden Bauteils an. Dafür gehen wir jetzt in einem ersten Schritt erst einmal davon aus, dass es sich um ein homogenes, einschichtiges Bauteil handelt (d.h. es ist auf der ganzen Dicke mit einem einzigen Material, auch überall mit gleicher Dichte) gefüllt. Es stellt sich dann schnell heraus, dass für die meisten Stoffe zumindest unterhalb einer Grenzdicke $d_{Grenz}$ der gemessene U-wert der Schicht umgekehrt proportional zur Schichtdicke ist. Das wundert auch wiederum nicht, wenn wir die Vorstellung vom Weiterreichen der Vibrationsenergie der Moleküle als Modell der Wärmeleitung im Kopf haben. Je länger die Strecke ist, über die die Vibration weitergereicht werden muss, desto größer der Wärmedurchlasswiderstand (und der ist $R:=\frac{1}{U}$). Dabei gibt es einen Proportionalitätsfaktor, |
${\displaystyle \hspace{2cm} U= \frac{\lambda}{d} \hspace{6cm} [\lambda 1]}$ \\ | ${\displaystyle \hspace{2cm} U= \frac{\lambda}{d} \hspace{6cm} [\lambda 1]}$ \\ | ||
- | Wird die Dicke gleich einer Längeneinheit (im internationalen Einheitensystem ist das 1 m), so gibt die Wärmeleitfähigkeit gerade den U-Wert an, den das Material eben bei einer Dicke von 1 m hätte. Das ist natürlich eine für die Praxis sehr große Dicke - daher sehen viele Wärmeleitfähigkeiten vom Wert her auch "so klein" aus. Die Wärmeleitfähigkeit wird in der Maßeinheit W/(mK) angegeben. Weil das eine überall in der Technik benötigte Größe ist, sind die Wärmeleitfähigkeiten inzwischen von Tausenden von Materialien gemessen und dokumentiert worden((z.B. haben die Schweizer eine ziemlich umfassende Datenbank mit Wärmeleitfähigkeiten [[https:// | + | Wird die Dicke gleich einer Längeneinheit (im internationalen Einheitensystem ist das 1 m), so gibt die Wärmeleitfähigkeit gerade den U-Wert an, den das Material eben bei einer Dicke von 1 m hätte. Das ist natürlich eine für die Praxis sehr große Dicke - daher sehen viele Wärmeleitfähigkeiten vom Wert her auch "so klein" aus. Die Wärmeleitfähigkeit wird in der Maßeinheit W/(mK) angegeben. Weil das eine überall in der Technik benötigte Größe ist, sind die Wärmeleitfähigkeiten inzwischen von Tausenden von Materialien gemessen und dokumentiert worden((z.B. haben die Schweizer eine ziemlich umfassende Datenbank mit Wärmeleitfähigkeiten [[https:// |
=====Einige Beispielwerte===== | =====Einige Beispielwerte===== | ||
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* Aber auch herkömmliche (schwere) mineralische Baustoffen leiten die Wärme noch gut. Eine " | * Aber auch herkömmliche (schwere) mineralische Baustoffen leiten die Wärme noch gut. Eine " | ||
* Mit geringer werdenden Rohdichten nehmen die Wärmeleitfähigkeiten meist ab. Das hat oft einen ganz einfachen Grund: In den leichteren Materialien ist eben viel Luft eingeschlossen. | * Mit geringer werdenden Rohdichten nehmen die Wärmeleitfähigkeiten meist ab. Das hat oft einen ganz einfachen Grund: In den leichteren Materialien ist eben viel Luft eingeschlossen. | ||
- | * Gase haben die niedrigsten Wärmeleitfähigkeiten, | + | * Gase haben die niedrigsten Wärmeleitfähigkeiten, |
* Konventionelle Wärmedämmstoffe sind eigentlich nichts anderes als in kleinsten Portionen verpackte Luft. | * Konventionelle Wärmedämmstoffe sind eigentlich nichts anderes als in kleinsten Portionen verpackte Luft. | ||
* Je größer die Masse der einzelnen Moleküle eines Gases sind, desto // | * Je größer die Masse der einzelnen Moleküle eines Gases sind, desto // |
grundlagen/waermeleitfaehigkeit.txt · Zuletzt geändert: 2023/09/08 12:20 von wfeist