Wärmetransportphänomene - Lehrstuhl für Thermodynamik - TUM

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