Wärmestrom
| Physikalische Größe | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | Wärmestrom | ||||||
| Formelzeichen | $ {\mathit {\Phi }} $, $ {\dot {Q}} $ | ||||||
| |||||||
Der Wärmestrom oder Wärmefluss (Formelzeichen nach DIN 1304: $ {\dot {Q}} $, $ \Phi _{\mathrm {th} } $ oder $ \Phi $) ist eine physikalische Größe zur quantitativen Beschreibung von Wärmeübertragungsvorgängen. Er ist definiert als die in der Zeit δt übertragene Wärmeenergie δQ:[1]
- $ I={\dot {Q}}={\frac {\delta Q}{\delta t}} $.
Die Schreibweise mit $ \delta $ symbolisiert, dass Wärme keine Zustandsgröße, sondern eine Prozessgröße ist.
Der Wärmestrom $ {\dot {Q}} $ ist eine Wärmeleistung und wird in Watt angegeben:
- $ \mathrm {W} ={\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {s} }}={\frac {\mathrm {kg} \,\mathrm {m} ^{2}}{\mathrm {s} ^{3}}} $.
Er kann nicht direkt gemessen werden, sondern beruht immer auf Temperaturdifferenzmessung, zum Beispiel in Kalorimetern. Zudem ist er proportional zu der materialabhängigen Wärmeleitfähigkeit.
Die Wärmeenergie fließt von selbst immer vom Bereich mit der höheren Temperatur zum Bereich mit der niedrigeren Temperatur. Soll Wärmeenergie in die umgekehrte Richtung transportiert werden, so muss zusätzlich Arbeit verrichtet werden, weil sonst die Entropie abnehmen würde, was im Widerspruch zum Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik stünde, siehe auch Wärmepumpe.
Siehe auch
- Wärmestromdichte
- Wärmeleitung
- Wärmeübergangskoeffizient – Beschreibung des Wärmeübergangs an Grenzflächen
- Thermische Leistung
Einzelnachweise
- ↑ Paul Allen Tipler, Gene Mosca: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure. Hrsg.: Jenny Wagner. 7. dt. Auflage. Springer Spektrum, Berlin Heidelberg 2015, ISBN 978-3-642-54165-0.