12.1 Wärmeleitung

Wovon hängt w ab?

PIC

Wir verwenden folgenden Ansatz:

w = k.gradT

Der Vorfaktor k ist die sogenannte Wärmeleitfähigkeit.

[k] = -W---
     K .m

Es handelt sich um eine materialspezifische Größe. Des weiteren kann k explizit von der Temperatur abhängen:

k = k(T )

Einsetzen ergibt:

divw + @u-= 0
       @t

                @u
div(- k.gradT )+ @t-= 0

Mit der Wärmekapazität pro Volumen ~c (siehe Kapitel 4.1) u = ~c. T und ~c /=~c (T) und k/=k(T) gilt dann:

|--------------|
| /_\ T - ~c@T-= 0 |
-------k@t-----|

Wir haben hier die sogenannte Wärmeleitungsgleichung. Diese gilt nicht nur für Gase. Sie ist ähnlich wie die Wellengleichung, nur haben wir anstelle der zweiten partiellen Ableitung nach t nur die erste Ableitung.