Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit

Nach der Definition der Wärmediffusionsrate α = λ/ρc gilt: 【λ ist die Wärmeleitfähigkeit, c die Dichte, ρ die spezifische Wärmekapazität】 (1) Je größer die Wärmeleitfähigkeit λ eines Objekts ist, desto mehr Wärme kann es bei gleichem Temperaturgradienten leiten. (2) Der Nenner ρc gibt die Menge an Wärme an, die benötigt wird, um die Temperatur eines Stoffes pro Kubikvolumen um 1 °C zu erhöhen. Je kleiner ρc ist, desto weniger Wärme wird bei einer Erhöhung der Temperatur um 1°C aufgenommen. Dadurch kann mehr Wärme weiter in das Innere des Objekts geleitet werden, wodurch die Temperatur an allen Stellen des Objekts schneller mit der Erhöhung der Temperatur an der Oberfläche ansteigt. Die Wärmeausdehnungskonstante α ist eine Kombination aus den beiden Faktoren λ und 1/ρc. Je größer α ist, desto größer ist die Fähigkeit des Objekts, die Temperatur im Inneren auszugleichen; daher der Name Wärmestreuungskoeffizient. Diese physikalische Bedeutung kann auch aus einer anderen Perspektive erläutert werden, nämlich aus der Sicht der Temperatur: Je größer α ist, desto schneller breitet sich die Temperaturänderung im Material aus. Es ist ersichtlich, dass α auch ein Indikator für die Fähigkeit des Materials ist, Temperaturänderungen weiterzuleiten; daher wird es als Wärmeleitfähigkeitskoeffizient bezeichnet.