Warum erwärmen sich Materialen unterschiedlich bei Sonneneinstrahlung
An unsere Hauswand gibt es einen Kamin, der aus einem silberfarbenen Edelstahlrohr besteht. Die Hauswand ist ist grau.
Im Sommer wird der Kamin nicht verwendet und Kaminrohr und Wand werden nur durch die Sonneneinstrahlung erwärmt.
Bedingt durch die Farbe reflektiert der Kamin die erwärmenden Sonnenstrahlen besser als die Hauswand.
Warum fühlt sich der Kamin trotzdem wärmer an als die Hauswand, wenn man beides anfasst? Und wo geht die Wärme hin, die man an der Hauswand nicht fühlen kann? In die Umgebungsluft?
Danke!
9 Antworten
Das ist eine Frage der spezifischen Wärmekapazitat des Materials, je kleiner diese ist, desto schneller erwärmte sich das Material.
Die größte spezifische Wärmekapazitat haben übrigens Helium und Wasser.
Bei anhaltender gleichartiger Sonnenbestrahlung kommen die beiden Gegenstände durchaus auf ähnliche Temperaturen. Aber die fühlen sich bei gleichen Temperaturen völlig unterschiedlich an wegen der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der Materialien. Der aufgeheizte Edelstahl leitet die Wärme erheblich besser als die Hauswand auf Deine Fingerhaut. Und die kann sich im Sommer bis zur Schmerzgrenze erhitzen am Stahlrohr.
Die an der Hauswand nicht bzw. weniger intensiv fühlbare Wärme bleibt zum großen Teil da, wo sie eben ist. Bei einem Stück Holz in der Sonne wird der Effekt noch deutlicher: Holz leitet die Wärme noch schlechter als die Steinwand.
Da hängt die Wärmekapazität mit zusammen. Ich will jetzt nicht in mathematische Details gehen, wenn ich mich richtig erinnere war das die Wärmeenergie, die nötig ist, um eine bestimmte Temperaturänderung auszulösen. Bei Metallen sollte die im Vergleich zu Gestein gering sein, darum erwärmt sich der Kamin schneller.
Ja, die Restwärme geht in die Umgebung ab.
Manche Materialien könne die Farbe besser speichern als andere
Wenn die Sonne eine Zeit lang auf beide scheint, sind die Temperaturen ähnlich. Warum fühlt sich nun Metall aber wärmer an? Bei einem schlechten Wärmeleiter wie der Hauswand fühlst du im Prinzip die Temperatur deiner eigenen Hand, denn die Wärme wird nur schlecht von der warmen Hauswand in die Hand geleitet, beim Metall ist dies anders, da es ein wesentlich besserer Wärmeleiter ist, hier fühlst du im Prinzip die Temperatur des Metalls.
Spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit sind zwei unterschiedliche physikalische Erscheinungen