Wärme, 'Wärmebelastung'

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo Leute,

vielleicht hab ich grad ein Brett vorm Kopf, aber:

Mit welchem Zusammenhang kann man beschreiben, wieviel Wärme pro Zeiteinheit auf einen Körper einwirkt?

Konkret, wenn ich einen Stahlwürfel (T= Raumtemperatur) auf einem Förderband durch einen Ofen (konstante Temperatur) laufen lasse, wie kann ich einen Bezug von verschiedenen Temperaturprofilen zueinander herstellen.
Also einmal eine Förderbandgeschwindigkeit von 1 m/s und T=200 °C und einmal v= 2 m/s und T= 250 °C.

Wann ist der Stahlwürfel heißer, d.h. wann hat er mehr Wärme aufgenommen?

Das Ganze ist eigentlich uninteressant für den absoluten Fall, interessant ist der relative Fall.

Naja, würde mich freuen, wenn mir jemand helfen könnte.

gerhard

#2

Hier hilft die Wärmeübergangszahl, die man in physikalischen Formelsammlungen (z.B. Kuchling) nachschlagen kann. Sie beschreibt, welche Wärmemenge pro Zeiteinheit (sec) durch eine Einheitsfläche (1 qm) bei einem Temperaturunterschied von einem Grad übertragen wird. Diese Zahl ist aber nicht konstant, sondern hängt von verschiedenen Bedingungen ab, z.B von der Geschwindigkeit, mit der die Luft über die Fläche geblasen wird (Wärmeübergang von Luft auf eine Fläche).
Der Temperaturunterschied wiederum ändert sich mit der Zeit, weil der Würfel heißer wird. Die Temperaturänderung pro Zeiteinheit bei gegebener, in den Würfel einfließender Wärmemenge wird durch die Wärmekapazität des Würfels gegeben.
Du beschreibst die Temperatur des Würfels als Funktion der Zeit, wenn die Wärmeleitzahl gegeben ist. Die Wärmemengen pro Zeitintervall nehmen also ab, die muß man insgesamt aufsummieren bzw. integrieren, wenn man die Endtemperatur nach einer gewissen Zeit wissen will.

Gruß Moriarty

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#3

Danke für deine ausführliche Erklärung, jetzt bin ich auf dem richtigen Weg.

gerhard