Wärmeleitfähigkeit experimentell bestimmen

jonas12321 · Anmeldungsdatum: 09.09.2010 Beiträge: 2

Meine Frage:
Ich arbeite momentan an meiner seminararbeit, in der ich unter anderem die Wärmeleitfähigkeit lambda einer zweischichtigen Platte (A=1m²) bestimmen soll. Hierzu steht mir ein Modellhaus zur verfügung, dieses misst 1,5m x 1,5m x 1m, ist an 5 von 6 seiten gut isoliert (20 cm mineralfaser) und an der sechsten seite ist die besagte zweischichtige platte eingespannt. diese platte besteht aus einer 2cm dicken styroporplatte verklebt mit einer 0,8cm dicken holzplatte. in dem modellhaus ist eine heizung angebracht(p=116W), und ich habe temperaturangaben von innen und außen. wie oben gesagt muss ich nun die Wärmeleitfähigkeit der zweischichtigen platte berechnen, und hier komme ich einfach nicht vorwärts..... es würde mich sehr freuen wenn mir jemand helfen könnte. mfg jonas

Meine Ideen:
ich habe diese formeln, für den u_wert und die wärmeleitfähigkeit:
U=P / (A*?T)
U=1 / (Ri + R + Re)

?=U*d
?=[Q / (A*?T)]*d

mein lehrer meint zwar dass ich erst den u-wert mit der ersten formel berechnen soll, und damit dann den ?-wert (?=u*d) errechnen soll, aber das träfe doch nur zu, wenn die platte aus nur einer schicht bestünde, oder?
bin verzweifelt, helft mir....bitte.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Was ist denn bei Dir der u-Wert und der ?-Wert. Finde ich irgendwie verwirrend. Du sollst die Wärmeleitfähigkeit lambda bestimmen. Die kommt in Deinen Überlegungen aber überhaupt nicht vor. Jedenfalls nicht als lambda. Vielleicht als "?-Wert"????

Prinzipiell musst Du hier das ohmsche Gesetz der Wärmeleitung anwenden:

P = (delta T)/Rth

mit Rth = d/(lambda*A) (=thermischer Widerstand)

Das löst Du nach lambda auf.
Wie der thermische Widerstand "gestrickt" ist (ein- oder mehrschichtig) ist doch vollkommen egal. Du sollst ja auch nicht die Wärmeleitfähigkeit jeder einzelnen Schicht bestimmen, sondern die Wärmeleitfähigkeit der gesamten zweischichtigen Platte.

Aber Vorsicht! Du sagst, Du habest die Temperaturangaben von innen und außen. Was meinst Du damit? Sind das die Temperaturen an der Oberfläche der Platte innen und außen, oder nur die Umgebungstemperaturen innen und außen? In letzterem Fall spielte der Wärmeübergangswiderstand innen und außen eine Rolle, der den Wärmetransport durch Konvektion berücksichtigt. Dazu bräuchtest Du aber die Wärmeübergangszahlen innen und außen, die stark von den sonstigen Umgebungsbedingungen abhängen. Kennst du die Wärmeübergangszahlen?

jonas12321 · Anmeldungsdatum: 09.09.2010 Beiträge: 2

Erst mal vielen dank dass du mir geantwortet hast.

Ja, in meinem text heißt der lambda Wert "?-Wert", da das formelzeichen für lambda offensichtlich nicht unterstützt wird.

Was du mit "Was ist denn bei dir der U-Wert" ist mir nicht ganz klar... ich kürze den u-wert mit U anb, falls du das meinst. mein lehrer meinte, ich soll den u-Wert bei meinen berechnungen ebenfalls behandeln bzw. berücksichtigen.

Die Temperatuer die mir zur verfügung stehen sind jeweils Umgebungstemperaturen, die sensoren liegen also nicht an der platte an.
Inwiefern muss ich dann umdenken? Die wärmeübergangszahlen sind mir nicht bekannt.

Wie müsste ich denn rechnen wenn ich die wärmeleitfähigkeit jeder einzelnen schicht bestimmen müsste? denn das muss ich. Der teil war in meiner frage zugegebenermaßen Beschissen beschrieben, tut mir leid.

Hoffe ich überfordere dich nicht, nochmals danke für die Hilfe.
mfg jonas