Wärmeeindringkoeffizient

Der Wärmeeindringkoeffizient $b$ ist ein werkstoffspezifischer Kennwert aus der Thermodynamik, der in der Einheit $\frac{J}{K m^{2} \sqrt{s}}$ angegeben wird:

b = \sqrt{λ \cdot ρ \cdot c} .

mit

$λ$ Wärmeleitfähigkeit in W / (m·K)
$ρ$ Dichte in kg / m³
$c$ spezifische Wärmekapazität in J / (kg K).

Werden zwei halbunendlich ausgedehnte Körper mit unterschiedlichen Anfangstemperaturen $T_{1}$ und $T_{2}$ in perfekten thermischen Kontakt gebracht, so kann die Kontakttemperatur $T_{m}$ (d. h. die Temperatur der Kontaktfläche) mit den Wärmeeindringkoeffizienten $b_{1}$ und $b_{2}$ der beiden Stoffe bestimmt werden:^[1]

T_{m} = T_{1} + \frac{b_{2}}{b_{1} + b_{2}} (T_{2} - T_{1}) = \frac{b_{1} \cdot T_{1} + b_{2} \cdot T_{2}}{b_{1} + b_{2}} .

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

Wärmeeindringkoeffizienten einiger Stoffe
Stoff	$b (in \frac{kJ}{K m^{2} \sqrt{s}})$
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

[1] Hans Dieter Baehr, Karl Stephan: Wärme- und Stoffübertragung. 4. Aufl. Springer, Berlin 2004, S. 172, ISBN 3-540-40130-X

[1]