Wärmeleitfähigkeit und ihre Definition

Die WärmeleitfähigkeitDie Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles.Wärmeleitfähigkeit (λ mit der Einheit W/(m•K)) beschreibt den Transport von Energie - in Form von Wärme - durch einen Körper aufgrund eines Temperaturgefälles (siehe Abb. 1). Gemäß des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik fließt Wärme immer in Richtung der niedrigeren Temperatur.

Figure 1

Der Zusammenhang zwischen transportierter Wärme pro Zeiteinheit (dQ/dt oder Wärmestrom Q) und dem Temperaturgradienten (ΔT/Δx) senkrecht zur durchströmten Fläche A wird durch die Wärmeleitungsgleichung (stationär) wiedergegeben.

Die Wärmeleitfähigkeit ist somit eine materialabhängige Stoffeigenschaft zur Charakterisierung des stationären Wärmetransportes. Sie lässt sich über folgende Gleichung berechnen:

mit    aTemperaturleitfähigkeitDie Temperaturleitfähigkeit (a mit der Einheit mm2/s) ist eine materialabhängige Stoffeigenschaft zur Charakterisierung des instationären Wärmetransports. Sie gibt an, wie schnell ein Material auf eine Temperaturänderung reagiert.Temperaturleitfähigkeit
        cp: Spezifische Wärmekapazität
        ρ:   DichteDie Massen-Dichte ist definiert als Verhältnis zwischen Masse und Volumen.Dichte

Eine Übersicht über die Wärmeleitungsbereiche verschiedener Materialien gibt Abbildung 2.

Poster
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Figure 2