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Wärmeleitung

Definition: der Transport von Wärme in einem Material

Englisch: heat conduction, thermal conduction

Kategorien: Grundbegriffe, physikalische Grundlagen, Wärme und Kälte

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 03.08.2011; letzte Änderung: 14.03.2020

Wenn Teile eines Körpers unterschiedlich hohe Temperaturen aufweisen, dann fließt Wärme von den Stellen höherer Temperatur zu denen niedrigerer Temperatur. Dieser Prozess der Wärmeleitung führt also dazu, dass Temperaturunterschiede abgebaut werden, solange nicht externe Wärmezufuhr oder -abfuhr diese aufbauen. Der Prozess der Wärmeleitung ist irreversibel (unumkehrbar); Wärme fließt niemals von selbst zurück vom kälteren zum wärmeren Bereich (was eine Verminderung der gesamten Entropie bedeuten würde). Allenfalls kann mit einer Wärmepumpe ein Wärmetransport in dieser Gegenrichtung erzwungen werden, aber nur unter Einsatz zusätzlicher Exergie.

Wärmeleitung
Abbildung 1: In einem Medium wird Wärme immer von wärmeren Stellen zu kühleren Stellen geleitet.

Die Stärke der Wärmeleitung hängt von der Wärmeleitfähigkeit des Materials ab. Diesbezüglich unterscheiden sich Materialien sehr stark. Insbesondere leiten Metalle die Wärme besser als die meisten elektrischen Nichtleiter, obwohl es auch einige sehr gut wärmeleitende elektrische Nichtleiter gibt – beispielsweise Diamant.

Andere Mechanismen des Wärmetransports sind die Konvektion (in Gasen und Flüssigkeiten) und die Wärmestrahlung.

In der Energietechnik spielt die Wärmeleitung eine wichtige Rolle. Häufig ist starke Wärmeleitung erwünscht, beispielsweise in Wärmeübertragern. In anderen Fällen ist sie unerwünscht, beispielsweise die Wärmeleitung durch die Außenwände eines Gebäudes im Winter oder auch im Sommer, wenn dies das Gebäude unerwünscht abkühlt oder aufheizt. Technische Maßnahmen zur Minimierung von Wärmeleitung (und anderen Formen des Wärmetransports) werden als Wärmedämmung bezeichnet.

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