Was ist Wärmeverlust?

Wärmeverlust ist der Nettowärmeverlust durch Übertragung von wärmeren zu kühleren Bereichen. Die Umgebung arbeitet normalerweise im Sinne eines thermodynamischen Gleichgewichts, bei dem keine Wärmeübertragung stattfindet, weil sich alles im gleichen Zustand befindet. Dabei tritt Wärmeverlust auf. Dies kann für alles wichtig sein, angefangen beim Verständnis der Kühlfunktion bis hin zur Isolierung eines Hauses, um die Innentemperatur so stabil wie möglich zu halten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Wärme zu übertragen. Zum einen durch Wärmeleitung, bei der ein heißer Gegenstand mit einem kühleren in Kontakt kommt. Die angeregten Atome im heißen Objekt schlagen in die kühlen ein, übertragen Energie und erzeugen einen Nettoverlust an Wärme. Die Konvektion mit Gasen und Flüssigkeiten lässt warme Energie zirkulieren und führt zu Wärmeverlusten. Bei der Wärmestrahlung gehen geladene Teilchen von einem Objekt aus und gelangen zum nächsten Objekt, wie ein Hund, der vor einem warmen Ofen liegt.

Wärmeverlust ist in so etwas wie Wohndesign ein Grund zur Sorge. Die große Oberfläche des Hauses schafft viel Raum für die Weiterleitung an die Außenluft, während die Konvektion im Inneren des Hauses den Aufstieg warmer Luft fördert und dann über die Leitung durch das Dach entweicht. Einige Schritte, die Designer unternehmen können, um diese Bedenken auszuräumen, umfassen das starke Isolieren des Hauses, um eine Barriere zu schaffen, sowie das Reflektieren von Wärme von außen, um die Weiterleitung durch die Wände und in das Innere in heißen Klimazonen zu verhindern.

Gleichungen können den Wärmefluss und den Wärmeverlust für Design- oder Forschungszwecke modellieren. Verschiedene Materialien haben ihre eigenen Eigenschaften und diese können die Geschwindigkeit des Wärmeverlusts und der Wärmeübertragung bestimmen. In einigen Situationen können Forscher möglicherweise unterschiedliche Leitungsraten zu ihrem Vorteil nutzen. Dies ist bei einigen Thermostaten mit mechanischen Reglern zu beobachten, bei denen zwei Metallstreifen die Wärme ein- und ausschalten, wenn sie sich aufgrund von Temperaturänderungen ausdehnen und zusammenziehen.

Wärmeverlust kann auch in der Medizin ein Problem sein, da die Kerntemperaturen bei schlechtem Wetter sehr schnell abfallen und möglicherweise nur schwer wieder hergestellt werden können. Patienten in einem hypothermischen Zustand benötigen möglicherweise Decken, Wärmflaschen und andere unterstützende Maßnahmen, um sich langsam wieder aufzuwärmen. Wie jeder weiß, der mit einer Person in Berührung gekommen ist, die gerade aus einem kalten Gewässer gekommen ist, kann es auch zu einem Wärmeaustausch zwischen Menschen kommen. Die Person, die am Ufer saß, fühlt sich nach dem Kontakt mit dem Schwimmer kälter, weil sie Wärmeübertragung erfährt.