Heat Essay

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1. Einleitung Wärmeübertragung ist der Transport Thermischer Energie in Folge eines Temperaturunterschiedes über mindestens eine Systemgrenze hinweg. Diese transportierte Energie wird als Wärme bezeichnet und ist eine Prozessgröße. Der Wärmeübergang erfolgt in Richtung des Temperaturgradienten. Damit verbunden ist ein Wärmeausgleich über die Systemgrenzen hinweg. Die Wärmeübertragung wird charakterisiert durch den Wärmeübergangskoeffizienten. Die Wärmeübertragung kann auf drei Arten erfolgen: • Bei der Wärmeleitung wird kinetische Energie zwischen benachbarten Atomen oder Molekülen ohne Materialtransport übertragen. Diese Art der Wärmeübertragung ist irreversibel und transportiert die Wärme, bilanzmäßig gesehen, immer vom höheren Energieniveau auf das niedrigere Niveau. • Die Wärmestrahlung ist ein Teil der elektromagnetischen Wellen. Meist wird die Energie durch infrarote Wellen, die ein Teil des elektromagnetischen Spektrums sind, transportiert. Im kosmischen, aber auch im submolekularen Bereich, sind auch andere Wellenlängen bzw. Frequenzen des elektromagnetischen Spektrums am Energietransport in prozentual nennenswertem Umfang beteiligt. Bei der Wärmestrahlung gibt es nicht nur eine Wärmeübertragung von warm nach kalt, sondern auch von kalt nach warm. Der Wärmestrom von warm nach kalt ist aber immer größer als umgekehrt, so dass die Resultierende von beiden Wärmeströmen immer von warm nach kalt zeigt. Mit anderen Worten: Der Temperaturunterschied wird insgesamt immer weiter verringert. Wärmestrahlung ist die einzige Wärmeübertragungsart, die auch das Vakuum durchdringen kann. • Bei der Konvektion oder Wärmeströmung wird Wärme von einem festen System auf ein strömendes Fluid übertragen und als innere Energie oder Enthalpie mitgeführt oder es wird umgekehrt ein fester Körper von einem wärmeren Fluid angeströmt und 'aufgeheizt'. Meist wirken bei realen

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