Formelsammlung Physik: Wärmelehre


Allgemeine Gasgleichung

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Symbol, Größe Einheit bzw. Wert
p: Druck Pa (-->Pascal)
V: Volumen m3
n: Stoffmenge mol
R: Allgemeine Gaskonstante    8,314472 J/(mol·K)
T: Absolute Temperatur K

Isochore Zustandsänderung

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Bei gleichbleibendem Volumen erhöht sich bei einem Druckanstieg von   auf   die Temperatur   auf  :

 


Bei gleichbleibendem Volumen erhöht sich bei einem Temperaturanstieg von   auf   der Druck   auf  :

 


Symbol, Größe Einheit bzw. Wert
 : Ausgangsdruck Pa
 : Enddruck Pa
 : Ausgangstemperatur K1
 : Endtemperatur K1

Isotherme Zustandsänderung

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Um bei gleichbleibender Temperatur den Druck von   auf   zu erhöhen, muss das Volumen von   auf   verringert werden:

 


Bei gleichbleibender Temperatur erhöht sich bei einer Volumenverringerung von   auf   der Druck   auf  

 


Symbol, Größe Einheit bzw. Wert
 : Ausgangsdruck Pa
 : Enddruck Pa
 : Ausgangsvolumen
 : Endvolumen

Isobare Zustandsänderung

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Bei gleichbleibendem Druck erhöht sich bei einem Temperaturanstieg von   auf   das Volumen   auf  :

 


Um bei gleichbleibendem Druck das Volumen von   auf   zu erhöhen, muss die Temperatur von   auf   steigen:

 


Symbol, Größe Einheit bzw. Wert
 : Ausgangsvolumen
 : Endvolumen
 : Ausgangstemperatur K
 : Endtemperatur K

Wärmewiderstand, Wärmefluss und Temperaturdifferenz

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  Wärmeleiter

Bei gegebenen Abmessungen   und spezifischem Wärmewiderstand   des Wärmeleiters kann der Wärmewiderstand   berechnet werden:

 

Aus der Temperaturdifferenz  , dem Wärmestrom   und den Abmessungen des Wärmeleiters kann der spezifische Wärmewiderstand des Materials bestimmt werden:

 

mit

  = Spezifischer Wärmewiderstand
  = Temperaturdifferenz
  = Querschnitt
  = Länge des Wärmeleiters
  = Wärmefluss

Grundgleichung Wärmelehre

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mit

  = Wärmeenergie [J]
  = spezifische Wärmekapazität [J/(kg·K)]
  = Masse [kg]
  = Temperaturdifferenz [K]


 

mit

  = Wärmestrom [W],
  = Massenstrom [kg/s],


Gültigkeitsbedingung der Formel:

Wärmeleitung/Wärmeleitfähigkeit

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mit

  = Wärmestrom [W],
  = Wärmeleitfähigkeit [W/(mK)],
  = Abstand [m],
  = Fläche [m²]
  = Temperaturdifferenz [K]

Wärmedurchgang durch eine Wand oder ein Fenster

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mit

  = Wärmestrom [W]
  = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m²K)] - {ALTE BEZEICHNUNG "k"}
  = Fläche [m²]
  = Temperaturdifferenz (in Kelvin)


für U gilt:

 

mit

  = Wärmeübergangswiderstand (Index se = außen, si = innen) [(Km²)/W]
  = Dicke - {ALTE BEZEICHNUNG "s"}
  = Wärmeleitfähigkeit [W/(Km)]

Wärmedurchlasswiderstand

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Setzt sich aus den Wärmedurchlasswiderständen der einzelnen Wandschichten zusammen.

 

mit

  = Abstand (Dicke)
  = Wärmeleitfähigkeit [W/mK]

Wärmestrahlung

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mit

  = Wärmestrom [W]
  = Emissionsgrad [-]
  = Strahlungskonstante des schwarzen Strahlers = 5,67e-8 [W/m2K4]
A = Fläche [m²]
T = Temperatur