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Wärmeleitung allgemein | |
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Wärmeleitung:
Wärmeleitung findet in Stoffen statt, die keine
einheitliche Temperatur haben. Ebenso, wenn sich Stoffe
unterschiedlicher Temperatur berühren. | |
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Die Wärmeleitung ist dementsprechend ein Vorgang, der über Distanzen im jeweiligen Stoff stattfindet. Es gibt eine Temperaturdifferenz über einer Länge. Dies ist ein Hinweis auf einen fließenden Wärmestrom. Die folgenden Größen beeinflussen die Größe des Wärmestroms: | |
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Temperaturdifferenz Der Wärmestrom wird in vielen technischen Anwendungen über die Temperaturdifferenz gesteuert. Im Bild ist rechts der Schnitt (A-A) durch einen beheizten Kochtopf dargestellt. Die heiße Herdplatte (1) überträgt die Wärme durch den Boden des Kochtopfs (2) auf das Wasser (3). Der Wärmestrom ist durch rote Pfeile dargestellt. Je nach Temperaturdifferenz von der heißen Herdplatte zum Topfinhalt wird ein größerer oder kleinerer Wärmestrom abgegeben. |
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Stoff Bei vielen Anwendungen ist die Werkstoffauswahl ein deutliches Zeichen dafür, ob ein Gegenstand die Wärme leiten oder zur Dämmung beitragen soll. Bevorzugte Stoffe zur Wärmeleitung sind Metalle wie Kupfer und Aluminium. Als Dämmstoffe werden bevorzugt geschäumte Stoffe verwendet.
Der Stoffwert, welcher diese Eigenschaft charakterisiert,
ist die Wärmeleitfähigkeit. |
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Distanz / Querschnittsfläche
Die Länge, welche die Wärme durch Wärmeleitung
zurücklegt, hat entscheidenden Einfluss. Über den wärmeleitenden Querschnitt lässt sich ebenfalls der Wärmestrom beeinflussen. Im Bild links ist zum einen die Herdplatte (A) aufgegriffen. Hier soll die Wärme möglichst effektiv geleitet werden. Deswegen ist die Fläche A groß und die wärmeleitende Länge L relativ klein. Im Gegensatz dazu wurde als Beispiel ein Kerzenlöscher (B) verwendet. Der lange dünne Stiel hat die Aufgabe Wärme zu dämmen, damit sich der Benutzer die Finger nicht verbrennt. |
