Ich habe heute über das Fouriersche Gesetz in der Wärmeübertragung nachgedacht und aus irgendeinem Grund verstehe ich die Beziehungen, die es uns gibt, einfach nicht. Fourier sagt uns, dass, wenn die Wärmeübertragungsrate konstant gehalten wird, eine größere Wärmeleitfähigkeit einen kleineren Temperaturgradienten liefert.
Ich bin verwirrt über den physikalischen Grund dafür oder verstehe die Definition der Wärmeleitfähigkeit nur falsch.
Ich dachte, da Wärmeleitfähigkeit eine einfache Wärmeübertragung durch ein Material ist, würde eine hohe Wärmeleitfähigkeit bedeuten, dass Wärme leicht übertragen wird, sodass eine Seite des Materials eine höhere Temperatur hat als die andere und ein großer Temperaturgradient entsteht. Tatsächlich ist dies eigentlich das Gegenteil
Es ist genau das Analogon des elektrischen Widerstands. Ein Übergang mit niedrigem Widerstand hat eine kleine Spannungsdifferenz, ein hoher Widerstand bedeutet, dass Sie bei gleichem Strom eine hohe Potentialdifferenz erhalten
Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie mitten in einem kalten Winter ein großes Gefälle zwischen der Außenwelt und dem Inneren Ihres Hauses aufrechterhalten möchten, würden Sie sich für ein Material mit hoher oder niedriger Wärmeleitfähigkeit für die Wände entscheiden?
Der Wärmestrom wird über Temperaturgradient und Wärmeleitzahl bestimmt so was:
Wenn Sie das Flussmittel konstant halten, ist keine große Temperaturdifferenz erforderlich, um es bereitzustellen, da eine hohe Leitfähigkeit den Wärmewiderstand des Materials verringert. Der Hitzewiderstand ist proportional zu . Eine solche Situation ist möglich, wenn eine Wärmequelle einer gegebenen Leistung von außen gekühlt wird. Je höher die Leitfähigkeit ihres Isolators, desto kälter ist die Quelle in Bezug auf die Außentemperatur.
Schauen wir uns das Fouriersche Gesetz an:
Ausgehend von der grundlegenden Dimensionsanalyse, vorausgesetzt, wir kennen den Wärmefluss und die Entfernung, über die der Gradient auftritt, sollte die Temperaturdifferenz bei großer Wärmeleitfähigkeit klein sein.
Flux=-k*dT/dx, ordnen Sie dies nun neu an zu dT/dx=Flux/-k. Stellen Sie die Verbindung her, dass dies der Steigung der Temperaturverteilung entspricht. Wir haben Fluss/-k = Steigung der Linie. Aus dieser Beziehung können wir ersehen, dass eine Erhöhung von k die Steigung der Linie verringert. BIG SLOPE * Little k ist ähnlich wie BIG K * Little Slope ... verstanden ???
don_Gunner94