So verwenden Sie es
- Wählen Sie das Material der Wand, zum Beispiel Polystyrol-Hartschaum.
- Tragen Sie die Fläche, m² und die Dicke, m ein, zum Beispiel 0,95 und 0,025.
- Tragen Sie die Temperaturdifferenz, °C zwischen den beiden Seiten ein, zum Beispiel 35.
- Lesen Sie den Wärmestrom, W, die Energie in 24 Stunden und den Wärmedurchlasswiderstand ab, danach die Schritte.
So wird der Wärmestrom berechnet
Wenn die beiden Seiten einer Platte auf festen Temperaturen bleiben, fließt Wärme gleichmäßig von der warmen zur kalten Seite. Der Strom ist größer bei größerer Fläche, größerer Temperaturdifferenz und einem Material, das besser leitet, und kleiner bei einer dickeren Platte (OpenStax, College Physics 2e, englisch, Abschnitt 14.5).
Q/t = k × A × (T2 − T1) ÷ d
R = d ÷ (k × A)
Q/t = Wärmestrom, W (J/s)
k = Wärmeleitfähigkeit, W/(m·°C)
A = Fläche der Platte, m²
T2 − T1 = Temperaturdifferenz über die Platte, °C
d = Dicke der Platte, m
R = Wärmedurchlasswiderstand, K/W- Verdoppelt man die Fläche, verdoppelt sich der Wärmestrom. Verdoppelt man die Dicke, halbiert er sich.
- Die Wärmeleitfähigkeiten unterscheiden sich stark. Die Tabelle nennt 420 für Silber und 0,010 für Polystyrol-Hartschaum, Silber leitet also 42.000-mal besser.
- Die Leitfähigkeiten gelten nahe 0 °C. Ein Material leitet bei anderen Temperaturen anders.
Wärmeleitfähigkeiten
Die Werte stammen aus Tabelle 14.3 des Abschnitts von OpenStax, in Watt je Meter und Grad Celsius, bei Temperaturen nahe 0 °C. Holz ist nicht aufgeführt, weil die Tabelle dafür einen Bereich von 0,08 bis 0,16 angibt.
| Stoff | k, W/(m·°C) |
|---|---|
| Silber | 420 |
| Kupfer | 390 |
| Gold | 318 |
| Aluminium | 220 |
| Stahl oder Eisen | 80 |
| Edelstahl | 14 |
| Eis | 2,2 |
| Glas (Mittelwert) | 0,84 |
| Beton oder Ziegel | 0,84 |
| Wasser | 0,6 |
| Fettgewebe | 0,2 |
| Asbest | 0,16 |
| Gipskarton | 0,16 |
| Trockener Schnee | 0,10 |
| Kork | 0,042 |
| Glaswolle | 0,042 |
| Wolle | 0,04 |
| Daunen | 0,025 |
| Luft | 0,023 |
| Polystyrol-Hartschaum | 0,010 |
Was der Rechner nicht abdeckt
- Die dünnen Schichten ruhender Luft an den beiden Oberflächen sowie die Wärme, die von dort durch Konvektion oder Strahlung abgeführt wird.
- Fenster, Türen, Ecken und Fugen, die oft mehr Wärme verlieren als die ebene Wand.
- Eine Wand aus mehreren Schichten verschiedener Materialien. Der Rechner nimmt ein Material für die ganze Platte.
Rechenbeispiel: eine Box aus Polystyrol-Hartschaum
Eine Box aus Polystyrol-Hartschaum hat eine Gesamtfläche von 0,950 m² und 2,50 cm dicke Wände. Mit k = 0,010 W/(m·°C) und einer Temperaturdifferenz von 35,0 °C ist der Wärmestrom Q/t = 0,010 × 0,950 × 35,0 ÷ 0,0250 = 13,3 W. In 24 Stunden sind das 0,319 kWh, und der Wärmedurchlasswiderstand beträgt 2,6316 K/W.
| Größe | Wert |
|---|---|
| Wärmestrom | 13,30 W |
| Energie in 24 Stunden | 0,319 kWh |
| Wärmedurchlasswiderstand | 2,6316 K/W |
Häufig gestellte Fragen
Warum verliert eine dickere Wand weniger Wärme?
Die Wärme muss weiter durch das Material wandern, es geht je Sekunde also weniger hindurch. Der Strom sinkt im Verhältnis zur Dicke, wie die Gleichung zeigt.
Warum werden Kühlboxen aus Polystyrol-Hartschaum gebaut?
Seine Wärmeleitfähigkeit ist sehr klein, 0,010 W/(m·°C) in der Tabelle, deshalb geht je Sekunde wenig Wärme hindurch. Metalle wie Silber haben in derselben Tabelle Werte um 420.
Gelten die Leitfähigkeiten bei jeder Temperatur?
Nein. Die Tabelle von OpenStax gibt die Werte bei Temperaturen nahe 0 °C an, und die Leitfähigkeit ändert sich mit der Temperatur. Verwenden Sie bei genauen Angaben einen Wert für die tatsächliche Temperatur.
Berücksichtigt der Rechner die Luftschichten an den Oberflächen?
Nein. Das Ergebnis ist der Wärmestrom allein durch die Platte, zwischen zwei festen Temperaturen. Oberflächenschichten, Kanten und Fugen kommen im echten Wärmeverlust hinzu.
Werden meine Daten an einen Server geschickt?
Nein. Die Berechnung läuft in Ihrem Browser, und was Sie eingeben, wird weder an uns gesendet noch gespeichert.
Quellen
Zahlen und Text zuletzt geprüft: Mittwoch, 11. November 2026.