Wärmeübertragungsrechner

Formeln zur Wärmeübertragung

Wärmeübertragung ist die Bewegung von thermischer Energie von einem Objekt oder Stoff zu einem anderen aufgrund einer Temperaturdifferenz. Es gibt drei grundlegende Arten der Wärmeübertragung: Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung.

Kalorimetrie-Gleichung

Fouriersches Gesetz der Wärmeleitung

Variablen

• Q — Wärmeenergie (J). 1 kJ = 1.000 J; 1 cal ≈ 4,184 J.
• m — Masse des erwärmten oder abgekühlten Stoffes (kg).
• c — Spezifische Wärmekapazität, die Energie, die benötigt wird, um 1 kg um 1 K zu erwärmen. Wasser hat mit 4.186 J/(kg·K) eine der höchsten.
• ΔT — Temperaturänderung. Eine Änderung von 1°C entspricht einer Änderung von 1 K.
• k — Wärmeleitfähigkeit, eine Materialeigenschaft, die beschreibt, wie gut ein Material Wärme leitet. Metalle haben hohe k-Werte; Isolatoren haben niedrige k-Werte.

Häufige spezifische Wärmekapazitäten

Arten der Wärmeübertragung

Quellenangaben

Die in diesem Rechner verwendeten Formeln und Materialdaten basieren auf etablierten thermodynamischen Grundsätzen und begutachteten Quellen:

• Engineering ToolBox – Specific Heat Capacity of common Substances
• Engineering ToolBox – Thermal Conductivity of common Materials
• NIST – Fundamental Physical Constants
• OpenStax University Physics Vol. 2 – Heat Transfer, Specific Heat, and Calorimetry
• HyperPhysics – Heat Transfer
• Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. (2006). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (6th ed.). John Wiley & Sons.
• Çengel, Y. A., & Boles, M. A. (2014). Thermodynamics: An Engineering Approach (8th ed.). McGraw-Hill Education.