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Warmeleitung 



oder des Damptes uiid derjenigen der von 

 ihr bespiilren Kb'rperoberflache besteht, so 

 daB also die Oberflachentemperatur nicht 

 gleich der Temperatur der Fliissigkeit oder 

 des Dampfes gesetzt werden darf. - - Auch 

 hier verdient die Amvendung von Thermo- 

 eleiuenten den Vorzug, die entweder an der 

 Oberflache selbst des festen Korpers oder 

 in seinem Innern an mehreren Stellen in 

 einer Senkrechten znr Oberflache angebracht 

 werden, nm aus dem Temperaturverlauf 

 im Innern die Temperatur an der Oberflache 

 dnrch Extrapolation bestimmen zu konnen. 



Die Messung der auftretenden Warme- 

 mengen kann kalorimetrisch vorgenommen 

 werden, indem entweder die Warme bestimmt 

 wird, die in den Versuchskorper ein- oder 

 aus ihm austritt, Dabei kann diese Warme 

 zur Erwarmung oder zur Verdampfung 

 einer Fliissigkeit oder zum Schmelzen eines 

 festen Korpers benutzt werden. 



In vieler Hinsicht bequem ist die Erzeu- 

 gung der Warme durch elektrische Heizung 

 u nd ihre Messung durch Bestimmung von 

 Spannung und Starke des elektrischen 

 Stromes. Diese Art der Heizung hat den 

 groBen Vorteil sehr genauer Regelbarkeit, 

 groBer Konstanz und bequemer MeBbar- 

 keit. 



Nur urn die Art ihrer Verwendung und du 

 Ausbildung des stationaren Zustandes zu er- 

 lautern. sei eine Versuchsanordnung kurz er- 

 wahnt, ohne daB derselben dadtirch eine beson- 

 dere Bedeutung beigelegt werden soil. Es moge 

 sich um die Leitfahigkeit von Warmeisolier- 

 stoffen handeln, die im losen Zustande (z. B. 

 Korkpulver oder Kieselgur), zur Untersuchung 

 kommen sollen. 



Man fiillt nach W. NuBelt 13 ) mit dem be- 

 treffenden Material eine Kngel (ca. 75 cm Durch- 

 messer) aus Zinkblech, in deren Mittelpunkt ein 

 elektrischer Heizkorper in einer Kupferkugel 

 (15 cm Durchmesser) eingebaut ist. 



Thermoelemente aus Eisen-Konstantan sind 

 in einer horizontalen und einer vertikalen Ebene 

 derart eingebaut, daB sie nicht radial, sondern 

 auf mehrere Zentimeter in Richtung der durch 

 die betreffenden Stellen gelegten Kugelflachen 

 um den Kugelmittelpunkt verlaufen. Es muB 

 namlich vermieden werden, daB die an die Lot- 

 stelle grenzenden Teile der Elementendrahte 

 durch einen Raum gefiihrt werden, der eine 

 andere Temperatur hat, wie die Lotstelle selbst. 

 Denn sonst wurde in den Drahten ein Tempera tur- 

 gefalle entstehen, welches der Lotstelle Warme 

 zu- oder von ihr fortleiten wiirde. Da nun die 

 durch die Beobachtungspunkte gelegten Kugel- 

 flachen Flachen gleicher Temperatur sind, so 

 ist bei der gewahlten Art des Einbaues die Lot- 

 stelle vor einem solchen schadlichen Warme- 

 strome geschutzt. Denn erst weiter von der 

 Lotstelle entfernte Teile der Drahte verlaufen 

 durch Raumelemente anderer Temperatur. Die 

 Wirkung einer dort erzeugten Warmestromung 

 reicht aber nicht bis zur Lotstelle. 



Wird die elektrische Heizuns; angestellt, so er- 

 wtirmt sich zunachst die Umgebung der Kupfer- 



kugel. Die Warme teilt sich dann auch weiteren 

 Schichten mit und nach langerer oder kiirzerer 

 Zeit tritt der stationare Zustand ein. bei dem 

 sich die Temperaturen an den einzelnen Punkten 

 des Materials nicht mehr andern. Dieser Be- 

 harrungszustancl besteht dann, wenn die Ueber- 

 temperatur der Zinkkugel iiber die Temperatur 

 der Umgebung so hoch gestiegen ist, daB in 

 der Zeiteinheit durch die Zinkkugel ebenso viel 

 Warme an die Umgebung abgegeben wird, als 

 der Kupferkugel in ihrem Inneren in Form von 

 elektrischer Energie zugefiihrt wird. Fiir diese 

 Warme ergibt die Integration der Fourierschen 

 Differentialgleichung den Ausdruck: 



1 t 2 )r 1 r 2 



worin t 15 t, die im Abstand i'j, r, vom Kugel- 

 mittelpunkte gemessenen Temperaturen be- 

 deuten. Bestimmt man Q aus Strom und Span- 

 nung des elektrischen Heizstroms, so lafit sich 

 aus der Gleichung che Warmeleitzahl I berechnen. 



I bedeutet dann die mittlere Warmeleitzahl. 

 fiir den Temperaturbereich von tj bis t,. Kom- 

 biniert man der Reihe nach die Beobachtungen 

 von je zwei aufeinander folgenden MeBstellen. 

 so erhalt man 1. fiir verschiedene Temperatur- 

 bereiche und kann bereits aus einem einzigen 

 Bella rrungszustande die Abhangigkeit des I 

 von der Temperatur feststellen. - - Eine weiter 

 gehende Ausdehnung des Temperaturbereiches 

 kann dann ohne jegliche Aenderung der Ver- 

 suchsordnung durch Einstellung anderer Be- 

 harrungszustande mit groBerer oder kleinerer 

 Heizenergie erfolgen. 



Bei den Metallen ergab sich ein sehr 

 groBer EinfluB selbst ganz geringer Yerun- 

 reinigungen auf den Wert der Warmeleitzahl. 

 Die Bestimmung der letzteren fiir ganz reine 

 Metalle ist also auBerst schwierig. Die 

 Temperatur hat auf die Warmeleitung der 

 Metalle nur einen sehr geringen EinfluB; 

 bei Temperatursteigerung nimmt die Warme- 

 leitzahl bei einigen zu, bei einigen ab: sie 

 wachst bei den Legierungen, mit Ausnahme 

 derjenigen des Eisens. - Unter den festen 

 Nichtmetallen zeigen Kristalle ein anderesVer- 

 halten als amorphe Substanzen (Glaser) 14 ). 

 Die Leitfahigkeit nimmt bei Kristallen 

 mit steigender Temperatur ab, dagegen bei 

 amorphen Korpern mit der Temperatur zu. 



Bei denjenigen Materialien, die in der 

 Technik als Warmeisolierstoffe benutzt wer- 

 I den, nimmt die Warmeleitung mit der Tem- 

 ; peratur stets zu 13 ) 15 ) 16 ). Dies sind keine 

 einheitlichen Stoffe, sie enthalten vielmehr 

 samtlich Luft in Hohlraumen eingeschlossen, 

 welche wesentlich die Isolierwirkung ''mit 

 bedingt. Da nun die Warmeleitzahl der Luft 

 mit wachsender Temperatur zunimmt (s. 

 S. 472), so ist es erklarlich, daB alle diese 

 Isolierstoffe mit Zunahme der Temperatur 

 ein Steigen der Warmeleitung, also eine 

 Abnahme des Isoliereffektes erkennen lassen. 



Das Vorhandensein der Luft bringt es 

 mit sich, daB bei diesen Stoffen die Warme- 

 leitung mit zunehmender Dichte der Packinig 



