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4.2.1 Stationäre Wärmeleitung

Um den Wärmetransport in Materie zu verstehen, betrachten wir zunächst einen stationären Zustand: Ein wärmeleitender Stab ist zwischen zwei Reservoirs mit den Temperaturen T1>T2 gespannt. Im stationären Zustand hat sich ein konstanter Wärmestrom gebildet, der von T1 nach T2 "fließt". Er ist proportional zum Temperaturgradienten und zur Querschnittsfläche A des Stabes.


Fourier’sches Gesetz der Wärmeleitung

Die Proportionalitätskonstante nennt man Wärmeleitfähigkeit. Einheit:

Die Temperaturverteilung im stationären Zustand erhält man, indem man obige Gleichung integriert:

Der Wärmestrom I und der elektrische Strom sind formal analog zu behandeln, wie auch die folgende Betrachtung zu Wärmewiderständen zeigt.