Wärmeeindringkoeffizient

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Der Wärmeeindringkoeffizient b ist ein werkstoffspezifischer Kennwert aus der Thermodynamik, der in der Einheit \mathrm{\frac{W \cdot \sqrt{s}}{K \cdot m^2}} angegeben wird:

b = \sqrt{\lambda \cdot \rho \cdot c}.

mit

Werden zwei halbunendlich ausgedehnte Körper mit unterschiedlichen Anfangstemperaturen T_1 und T_2 in perfekten thermischen Kontakt gebracht, so kann die Kontakttemperatur T_m (d. h. die Temperatur der Kontaktfläche) mit den Wärmeeindringkoeffizienten b_1 und b_2 der beiden Stoffe bestimmt werden:[1]

T_m = T_1 + \frac{b_2}{b_1 + b_2}(T_2 - T_1) = \frac{b_1 \cdot T_1 + b_2 \cdot T_2}{b_1 + b_2}.

Mit dieser Formel lässt sich auch die Anfangskontakttemperatur endlicher Körper gut abschätzen.

Praktisch erfahrbar ist der Wärmeeindringkoeffizient, wenn man mit der bloßen Hand verschiedene Stoffe gleicher Temperatur berührt:

  • Stoffe mit hohem Wärmeeindringkoeffizienten (z. B. Metalle) werden als besonders kalt empfunden, wenn ihre Temperatur unter derjenigen der Haut liegt.
  • Stoffe mit niedrigem Wärmeeindringkoeffizienten (z. B. Dämmstoffe oder Holz) werden hingegen bei derselben Temperatur als wärmer empfunden.
Wärmeeindringkoeffizienten einiger Stoffe
Stoff b \; \left( \mathrm{ in \; \frac{kW \cdot \sqrt{s}}{K \cdot m^2}} \right)
Dämmstoff (Mineralfasern) 0,06
Kork 0,10
Holz 0,4 ... 0,5
Gummi 0,6
menschliche Haut 1,0 ... 1,3
Glas 1,3 ... 1,5
Wasser 1,6
Beton 1,8 ... 2,2
Stahl 14,0
Kupfer 36,0

Eine verwandte Größe ist die Temperaturleitfähigkeit.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Hans Dieter Baehr, Karl Stephan: Wärme- und Stoffübertragung. 4. Aufl. Springer, Berlin 2004, S. 172, ISBN 3-540-40130-X