Hanffaser .de Temperaturleitfähigkeit und Wärmeeindringung zur Startseite

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.

(Wurzel aus Wärmeleitfähigkeit * Raumgewicht * spezifische Wärmekapazität )
Führt man der Oberfläche eines Körpers Wärmeenergien zu, so erhöht sich hier die Temperatur. Zwischen dem Inneren des Körpers und seiner Oberfläche entsteht dann ein Temperaturgefälle, das einen Wärmestrom erzeugt. Im Gegensatz zum stationären Wärmestrom verringert sich jedoch mit fortschreitendem Eindringen von Wärmeenergie das Temperaturgefälle.
Meßwerte einiger Wärmeeindringkoeffizienten
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 der selben Temperatur als wärmer empfunden.

Das Eindringen von Wärme in ein Bauteil und damit seine Durchwärmung erfolgt um so langsamer, je kleiner die Wärmeeindringkoeffizient ist. Anders ausgedrückt: Wir empfinden einen Gegenstand beim Berühren als kalt, wenn er viel Wärme ableitet, als warm, wenn er unserem Körper wenig Wärme entzieht. Ebenso läßt sich ein Raum um so schneller aufheizen, je kleiner die Wärmeeindringkoeffizient der Raumbegrenzungsflächen sind.
Anders herum wird auch der Wärmeentzug bei fallenden Nachfrösten durch die Wärmeeindringkoeffizienten charakterisiert.

Temperaturleitfähigkeit

Die Temperaturleitfähigkeit oder Temperaturleitzahl, gelegentlich auch „Wärmediffusivität“ (von engl. thermal diffusivity), ist eine Materialkonstante, die zur Beschreibung der zeitlichen Veränderung der räumlichen Verteilung der Temperatur durch Wärmeleitung als Folge eines Temperaturgefälles dient.

Wärmeleitfähigkeit / ( Raumgewicht * spezifische Wärmekapazität )

Die Temperaturleitfähigkeit hat die Einheit m² / s. Die Temperaturleitfähigkeit beschreibt im Gegensatz zur Wärmeleitfähigkeit nicht nur das stationäre Verhalten bei der Wärmeleitung. Die instationären Effekte, wie sie etwa bei der Weitergabe von Temperaturzyklen durch Tag-, Nachtschwankungen der Außentemperatur zu Wohninnenräumen entstehen, können durch die Wärmeleitfähigkeit allein nicht beschrieben werden. Das räumliche und zeitliche Verhalten der Temperatur T(x,y,z,t) lässt über die fouriersche Differentialgleichung

berechnen, wobei der Laplace-Operator ist. Der Typ dieser Differentialgleichung beschreibt generell Diffusionsprozesse. Wie warm oder kalt sich ein Körper "anfühlt" wird im ersten Moment durch die Temperaturleitfähigkeit bestimmt; nur in stationären Temperaturfeld beschreibt die Wärmeleitfähigkeit den Energietransport.

Um zwischen den zahlreichenphysikalischen Größen zur beschreibung des Energietransportes eine einheitliche Normung zu bekommen wurde die Wärmeleitzahl als komplexe Zahl deiniert, bestehend aus einen statischen und einer dynamischen Komponente. Siehe hierzu: