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)
$ 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 Tm 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}} $)
| Stoff | $ b $ |
|---|---|
| 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
- ↑ Hans Dieter Baehr, Karl Stephan: Wärme- und Stoffübertragung. 4. Aufl. Springer, Berlin 2004, S. 172, ISBN 3-540-40130-X.
