Wärmeleitfähigkeit

Englisch: thermal conductivity
Formelzeichen: k

Definition

Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Stoffeigenschaft. Sie gibt an, wie gut ein Material Wärme leitet. Die SI-Einheit ist W/m·K.

Hintergrund

Stehen zwei unterschiedlich warme Systeme in Kontakt miteinander, findet zwischen ihnen ein Wärmeaustausch statt, der gemäß des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik vom Ort höherer Temperatur zum Ort niedrigerer Temperatur fließt - niemals in die Gegenrichtung.

Dieser Wärmeaustausch wird physikalisch durch den Begriff Wärmestrom definiert. Wärmestrom ist die Wärmemenge ΔQ, die pro Zeit Δt, übertragen wird (ΔQ/Δt). Je größer die Wärmeleitfähigkeit, desto mehr Wärme kann von einem Ort zum anderen fließen und dementsprechend größer ist auch der Wärmestrom.

Werte

Im Folgenden sollen einige Beispielwerte gegeben werden^[1]:

Material	Wärmeleitfähigkeit (in W/m·K)
Silber	429
Kupfer	401
Blei	353
Gold	318
Aluminium	237
Eisen	80,4
Beton	~1
Wasser bei 27°C	0,61
Holz	0,11-0,15
Luft bei 27°C	0,026

Bedeutung

Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit eignen sich zum Beispiel für Kochgeschirr, während Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit zum Isolieren von Gebäuden dienen.

Physiologie

Wie in den Werten aus Abschnitt 3 zu sehen, ist die Wärmeleitfähigkeit von Wasser um mehr als das 20-fache höher als die von Luft. Das erklärt, warum der Körper im Wasser schneller unterkühlt.

Quellen

↑ Tipler, Paul A. & Mosca, Gene: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, Springer Verlag Heidelberg, 7.Auflage, 2015

[1] Tipler, Paul A. & Mosca, Gene: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, Springer Verlag Heidelberg, 7.Auflage, 2015

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