Wärmeeindringkoeffizient

Der Wärmeeindringkoeffizient ist ein werkstoffspezifischer Kennwert aus der Thermodynamik.

Werden zwei Körper unterschiedlicher Temperatur miteinander in Kontakt gebracht, so stellt sich an der Berührungsfläche die Kontakttemperatur ein. Sie ist abhängig von den Wärmeeindringkoeffizienten $ b $ beider Stoffe.

$ b={\sqrt {\lambda \rho c}} $ in $ \mathrm {Ws^{0,5}m^{-2}K^{-1}} $

mit:

$ \lambda $ Wärmeleitfähigkeit in W / (mK)

$ \rho $ Dichte in kg / m³

$ c $ spezifische Wärmekapazität in J / (kg K)

Werden zwei halbunendlich ausgedehnete Körper mit Anfangstemperatur T₁ und T₂ in perfekten thermischen Kontakt gebracht, so kann die Temperatur T_m der Kontakfläche aus den Wärmeeindringkoeffizienten bestimmt werden. ^[1]

$ T_{m}=T_{1}+(T_{2}-T_{1}){b_{2} \over (b_{2}+b_{1})} $

Mit dieser Formel lässt sich auch oft 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 Wärmeeindringkoeffizient (z. B. Metalle) werden als besonders kalt empfunden, wenn ihre Temperatur unter der der Haut liegt. Stoffe mit niedrigem Wärmeeindringkoeffizient (z. B. Dämmstoffe oder Holz) werden hingegen bei derselben Temperatur als wärmer empfunden.

Kennwerte einiger Stoffe ($ b $ in $ \mathrm {kWs^{0,5}m^{-2}K^{-1}} $)

Eine verwandte Größe ist die Temperaturleitfähigkeit.

Einzelnachweise