Größe α = κ/(ρc), die Wärmeleitfähigkeit geteilt durch die volumenbezogene Wärmekapazität. Sie gibt an, wie schnell sich eine Temperaturänderung im Werkstoff ausbreitet, und hat die Einheit m²/s.
Japanische Bezeichnung: 熱拡散率
„Temperaturleitfähigkeit“ kommt in 2 Übungsfragen aus 1 Thema vor, darunter Thermische Eigenschaften der Werkstoffe.
Fachgebiet: Thermische Eigenschaften der Werkstoffe
Lösung: A. Etwa 9,8×10⁻⁵ m²/s
α = 237/(2700 × 900) = 237/(2,43×10⁶) ≈ 9,75×10⁻⁵ m²/s, also etwa 9,8×10⁻⁵ m²/s. Die Temperaturleitfähigkeit gibt an, wie schnell sich Temperaturänderungen im Werkstoff ausbreiten, und erscheint in der Gleichung der instationären Wärmeleitung ∂T/∂t = α∇²T. Als Richtwert für die Zeit, bis sich die Temperatur im Inneren eines Werkstoffs der Dicke L ändert, gilt L²/α; bei 10 mm dickem Aluminium ist das etwa 1 s. Etwa 9,8×10⁻² m²/s entsteht, wenn die spezifische Wärmekapazität mit 0,9 in J/(g·K) eingesetzt wird, was um den Faktor 1000 danebenliegt. Etwa 0,26 m²/s erhält man, wenn die Multiplikation mit der Dichte vergessen und κ/c gerechnet wird; dabei ergibt sich auch nicht die Einheit m²/s.
Lösung: B. Etwa 1,1×10⁻⁵ m²/s
Mit L = 2,0×10⁻³ m ist L² = 4,0×10⁻⁶ m² und α = 0,1388 × 4,0×10⁻⁶/0,050 ≈ 1,1×10⁻⁵ m²/s. Die Zeit, bis die an der Vorderseite absorbierte Wärme in Dickenrichtung diffundiert und die Rückseite erreicht, ist proportional zu L²/α; daher lässt sich die Temperaturleitfähigkeit aus der Zeit bestimmen, nach der der Temperaturanstieg die Hälfte erreicht. Etwa 8,0×10⁻⁵ m²/s ergibt sich, wenn der Faktor 0,1388 vergessen wird, etwa 5,6×10⁻³ m²/s, wenn die Dicke nicht quadriert wird; dabei ergibt sich auch nicht die Einheit m²/s. Die Wärmeleitfähigkeit wird mit separat gemessener Dichte und spezifischer Wärmekapazität aus κ = αρc bestimmt. Da sich die Zeit mit dem Quadrat der Dicke ändert, verwendet man bei Werkstoffen mit großer Temperaturleitfähigkeit dickere Proben, um eine gut messbare Zeit zu erhalten.
Die Temperaturleitfähigkeit gibt an, wie schnell sich Temperaturänderungen im Werkstoff ausbreiten, und erscheint in der Gleichung der instationären Wärmeleitung ∂T/∂t = α∇²T.
Welcher Wert kommt der Temperaturleitfähigkeit α = κ/(ρc) v…Die Zeit, bis die an der Vorderseite absorbierte Wärme in Dickenrichtung diffundiert und die Rückseite erreicht, ist proportional zu L²/α; daher lässt sich die Temperaturleitfähigkeit aus der Zeit bestimmen, nach der der Temperaturanstieg die Hälfte erreicht.
Beim Laser-Flash-Verfahren wird die Vorderseite einer Schei…Debye-Temperatur Dulong-Petit-Gesetz Invar Längenausdehnungskoeffizient Phonon Umklappprozess Wiedemann-Franzsches Gesetz