Triebkraft und Gleichgewicht beim Wärmetransport

Die Triebkraft einer Reaktion ist ein Maß für den Abstand des Systems vom Gleichgewichtszustand. Das Temperaturgefälle (Temperaturdifferenz je Längeneinheit ΔT/ Δz) innerhalb des leitenden Mediums ist die Triebkraft des Wärmestromes $\stackrel{·}{Q}=Q·t^{-1}$ . Führt $\stackrel{·}{Q}$ zu einem Ausgleich der Temperaturen, so kommt der Wärmestrom zum Stillstand. Es stellt sich das thermische Gleichgewicht aus.

Die strömende Menge $\stackrel{·}{Q}$ ist der Triebkraft $\frac{\Delta T}{\Delta z}$ proportional:

$$\stackrel{·}{Q}\propto \frac{\Delta T}{\Delta z}$$

Ist das Temperaturgefälle in allen Abschnitten des Wärmeweges bekannt, so kann für jeden Abschnitt aus dem Gefälle auf den Wärmestrom geschlossen werden.

Ist der Verlauf des Temperaturgefälles nicht bekannt, begnügt man sich zur Ermittlung der Temperaturdifferenz mit einer aktiven Fläche (Heizfläche) und einer mittleren Temperatur des leitenden Mediums. Unter diesen Umständen wird der Proportionalitätsfaktor Wärmeleitfähigkeit λ durch eine so genannte Temperaturleitzahl a ersetzt. Die strömende Menge wird dann nicht in den einzelnen Abschnitten ihres Weges, sondern nur summarisch erfasst.

(vgl. Vertiefung: instationäre Wärmeleitung (2. Fourier-Differentialgleichung))