Wovon hängt der wärmestrom bei der wärmeleitung ab?

Gefragt von: Else Fink B.Eng.  |  Letzte Aktualisierung: 20. August 2021
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Wärmeleitung – auch Wärmediffusion oder Konduktion genannt – ist ein Mechanismus zum Transport von thermischer Energie. Wärme fließt dabei – gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik – immer nur in Richtung geringerer Temperatur. ... Ein Maß für die Wärmeleitung in einem bestimmten Stoff ist die Wärmeleitfähigkeit.

Was beeinflusst die Wärmeleitfähigkeit?

Die Wärmeleitfähigkeit (WLF) ist die Materialkonstante vom Wärmestrom. Die Wärmeleitfähigkeit ist primär abhängig von Porigkeit, Wassergehalt und Dichte. Im Umkehrschluss: je leichter, luftiger und trockener ein Stoff, desto geringer die Wärmeleitung.

Was passiert bei der Wärmeleitung?

Bei der Wärmeleitung wandert die Energie von einem Ort höherer Temperatur durch makroskopisch in Ruhe befindliche Materie zu einem Ort niedrigerer Temperatur.

Welche Größen beeinflussen die Wärmeleitung?

Der Wärmestrom ist auch direkt von der Fläche abhängig durch den der Wärmestrom tritt, d.h. die Querschnittsfläche senkrecht zum Wärmestrom. Im Fall einer Gebäudewand entspricht dies der Fläche der Wand. Umso größer die Fläche, desto mehr Wärme kann durch die Fläche bzw. durch den Gegenstand dringen.

Wie wird die Wärmeleitfähigkeit angegeben?

Die spezifische Wärmeleitfähigkeit oder Wärmeleitzahl λ eines Materials ist ein quantitatives Maß für seine Fähigkeit, Energie in Form von Wärme durchzuleiten. Sie wird angegeben in der Einheit W / (m K) (Watt pro Meter und Kelvin). Sie ist der Kehrwert des spezifischen Wärmewiderstands.

Wärmeleitung (Konduktion) | einfach erklärt | alpha Lernen erklärt Physik

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In welchen Stoffen erfolgt die Wärmeleitung?

Berechnung der übertragenen Wärme

Gute Wärmeleiter sind alle Metalle, vor allem Silber, Kupfer, Gold und Aluminium. Schlechte Wärmeleiter sind fast alle Kunststoffe, Holz, Wasser, Glas und vor allem Luft.

Welche Stoffe leiten Wärme gut und welche schlecht?

Gute Wärmeleiter sind Metalle, insbesondere Silber, Kupfer, Gold und Aluminium. Erfolgt die Weiterleitung der Wärme (thermische Energie) dagegen langsam oder fast gar nicht, dann ist der Stoff ein schlechter Wärmeleiter. Dazu zählen Kunststoffe, Glas, Keramik, Holz, Wasser und besonders Luft.

Warum ist eine Thermoskanne innen verspiegelt?

Der evakuierte Raum verhindert Wärmeleitung und Konvektion. Glas ist ein schlechter Wärmeleiter. Die Verspiegelung verhindert durch Reflexion den Energietransport durch Temperaturstrahlung.

Wie entsteht Wärmeleitung?

Bei der Wärmeleitung wird Wärme übertragen, obwohl der Körper selbst ruht. Die schnelleren Teilchen des Körpers geben ihre Energie an die langsameren ab. ... Heiße Körper senden von sich aus Wärmestrahlung. Letztere ist dabei in der Lage die Luft zu durchdringen.

Wie wird die Wärme bei der Wärmeleitung übertragen?

Wärmeübertragung
  • Wärmeleitung durch mechanische Berührung,
  • Konvektion, das Mitführen thermischer Energie in einem strömenden Medium,
  • Wärmestrahlung, also elektromagnetische Wellen.

Für was werden gute Wärmeleiter verwendet?

Gute Wärmeleiter im Alltagsgeschehen

Gute Wärmeleiter sind vorrangig Metalle: Aluminium, Kupfer, Gold und Silber. Kupfer wird im Alltag unter anderem für Heizungsrohre genutzt, Aluminium für Koch- und Backformen.

Was gibt die Wärmeleitfähigkeit ab?

Die Wärmeleitfähigkeit λ gibt den Wärmestrom an, der bei einem Temperaturunterschied von 1 Kelvin (K) durch eine 1 m² große und 1 m dicke Schicht eines Stoffs geht. Die Einheit der Wärmeleitfähigkeit ist W/(mK).

Warum hat Metall eine hohe Wärmeleitfähigkeit?

Die gute Wärmeleitfähigkeit der Metalle ist auf die großen Kräfte zwischen den Teilchen aufgrund der hohen Ordnungsstruktur des Metallgitters (und auf den Beitrag ihrer freien Elektronen zur Wärmeleitung) zurückzuführen.

Warum sind Gesteine schlechte Wärmeleiter?

Sämtliche Krustengesteine sind schlechte Wärmeleiter. Ihre Wärmeleitfähigkeit liegt zwischen 2 und 4 Watt pro Millikelvin (zum Vergleich: Porzellan ca. ... 52 Watt pro Millikelvin). Deshalb kann die im Gestein enthaltene Wärme nicht per Bohrung direkt abgebaut werden.

Was leitet die Wärme am besten?

Der beste Wärmeleiter (Metalle und Nichtmetalle)

Die Wärmeleitfähigkeit wird in Watt je Meter (m) mal Kelvin (K) angegeben. Der beste Wärmeleiter ist Diamant.

Wann ist ein schlechter Wärmeleiter nützlich?

Oft ist eine „schlechte“ Wärmeleitung durchaus wünschenswert. Denn Stoffe, die keine guten Wärmeleiter sind, nennt man Isolatoren. Sie verhindern die Wärmeleitung. Das ist nützlich, wenn man die Wärme einschließen will, beispielsweise in einer Thermoskanne, bei Fensterglas oder in einem Holzhaus im Winter.

Was leitet Wärme besser Alu oder Stahl?

Oft wird angenommen das Aluminium besser Wärme leitet und somit auch besser die Wärme abführt. Das ist aber sauber basiert auf die Wärmeleitzahl, welche nur ein Element ist für die Wärmeübertragung. Das andere bestimmende Element ist die Masse, da die Temperaturunterschiede in beide Fälle identisch ist.

Wo ist die Wärmeleitung erwünscht?

Unerwünscht ist die Wärmeleitung z. B. bei Wänden und Fenstern von Gebäuden, bei der Wandung von Rohrleitungen für die Fernwärme oder bei Griffen von Töpfen und Pfannen. Deshalb verwendet man für die Griffe Materialien, die die Wärme schlecht leiten, z.

Wie funktioniert die Wärmeleitung in Metallen?

In Metallen erfolgt eine Wärmeleitung nicht nur durch die Schwingung der ortsgebundenen Atome (d.h. durch Phononen), sondern hauptsächlich durch die darin befindlichen freien Elektronen des Elektronengases. Die Elektronen könnend dabei durch Stoßprozesse mit anderen Elektronen ihre Energie weitergeben.

Wie kann der Wärmefluss erfolgen?

Zur Berechnung von Wärmeleitung kann oft die Analogie zum elektrischen Strom verwendet werden, siehe Wärmewiderstand. Dann sind Wärmeleitfähigkeits- und Temperaturberechnungen mit den Methoden der Elektrotechnik möglich. Weitere Mechanismen zum Transport von thermischer Energie sind Konvektion und Wärmestrahlung.

Welches Metall ist ein schlechter Wärmeleiter?

Gute Wärmeleiter sind alle Metalle, vor allem Silber, Kupfer, Gold und Aluminium. Schlechte Wärmeleiter sind fast alle Kunststoffe, Holz, Wasser, Glas und vor allem Luft.

Welches Material leitet Kälte am besten?

Am besten geeignet sind hochreine elementare Metalle. Bei Legierungen ist die thermische Leitfähigkeit viel kleiner als bei Metallen, da die mittlere freie Weglänge der Phononen und Elektronen viel kleiner ist. Ihre thermische Ausdehnung schränkt die Verwendbarkeit von Polymeren stark ein.

Ist Zinn Wärmeleitend?

Lötzinn ist eine Legierung, die zur Verbindung zweier Metallteile verwendet wird. Es besteht zumeist aus Zinn und Blei. Unter Einfluss von Wärme verflüssigt es sich und verlötet beide Kontakte zu einer festen, dichten und strom- und wärmeleitenden Verbindung.