Isolierendes Material

Hallo Leute,

ich bin mir nicht sicher, ob das das richtige Unterforum ist, aber mir fiel kein passenderes ein.
Ich bin auf der Suche nach einem Material, dass die Hitze von außen nicht nach innen dringen lässt. Ich habe schon an eine Isolierdecke gedacht, wie sie jeder im Auto hat / haben sollte.
Doch diese Decke isoliert ja sozusagen die Wärme nach innen, wenn man sie umlegt. Ich hingegen suche etwas, dass sozusagen die Kälte innen isoliert und die Wärme draußen hält.
Haben solche Isolierdecken zwei verschiedene Seiten, sodass man sie einfach nur umdrehen müsste, oder gibt es andere Materialien, die diese Anforderungen erfüllen?

Danke im Voraus

Ja, die Isolierdecke kehrt ihren Effekt um wenn man sie wendet.
Eine Seite ist silberfarbig die andere goldfarbig.

Reicht das oder brauchst Du die genaue Funktionsweise?

Nein, das reicht vollkommen!

Vielen Dank!

Hallo,

Ja, die Isolierdecke kehrt ihren Effekt um wenn man sie
wendet.

Unsinn!
Es gibt keine ‚Thermo-Diode‘! Physikalisch leider komplett unmöglich. Sonst hättest Du ein wunderbares Perpetuum Mobile.
Die Isolierwirkung ist IMMER in beide Richtungen gleich!
Gruß
loderunner

1 Like

Nein, das reicht vollkommen!

Aber nie im Leben!
Gruß
loderunner

Das Witzebrett ist tiefer! owt
x

Moin,

Haben solche Isolierdecken zwei verschiedene Seiten, sodass
man sie einfach nur umdrehen müsste,

zum einen sind die nur für Wärme (=IR) Strahlung geeignet und zum anderen ist es gehüpft wie gesprungen, welche Seite außen oder innen ist.

oder gibt es andere
Materialien, die diese Anforderungen erfüllen?

Dazu ist jedes gute Wärmeisoliermaterial geeignet.
Es gibt auch schon Gerätschaften, die das können, nennen sich Thermosflaschen oder wenns noch besser sein soll Dewar-Gefäße.

Gandalf

Hallo,

bevor es zu (noch mehr) Missverständnissen kommt: Es gibt verschiedene Arten solcher Decken. Jene mit silber- und goldglänzender Seite, die sich u. a. in Kfz-Verbandkästen befinden und Rettungsdecken genannt werden, erzeugen den wärmenden bzw. kühlenden Effekt durch die Reflexion von IR-Strahlung (nach außen oder innen). Isolierend wirkt dann außerdem die Luftschicht zwischen der Hautoberfläche und der Decke, aber die Decke selbst hat keine isolierende Wirkung.

Außerdem gibt es aber auch Decken aus Materialien mit einem besonders hohen Wärmeleitwiderstand (= geringe Wärmeleitfähigkeit). Bekanntes Beispiel sind die Isomatten beim Camping etc., aber auch die Zudecken gewöhnlicher Betten funktionieren so. Hier würde der Begriff Isolationsdecke besser passen.

Jedenfalls sind das zwei völlig verschiedene physikalische Wirkmechanismen. Vielleicht solltest Du mal genauer erklären, worauf Deine Frage abzielt.

Gruß
Martin

Hallo Namenloser

Ich bin auf der Suche nach einem Material, dass die Hitze von außen nicht nach innen dringen lässt.

Das beste „Isoliermaterial“ ist eine spiegelnde Fläche in Verbindung mit einem Vakuum. Die spiegelnde Fläche reflektiert Strahlungswärme (IR-Strahlung), während das Vakuum den direkten Wärmetransport unterbindet. Dieses Prinzip wird bei der Thermosflasche angewandt. Einen solchen „Isolator“ zu bauen, ist jedoch sehr aufwändig.

Wenn die „Hitze von außen“ (Außentemperatur) nicht größer als ca. 55°C ist, wäre Styropor ein guter „Isolierstoff“.

Ich habe schon an eine Isolierdecke gedacht, wie sie jeder im Auto hat / haben sollte.

Die verhindert jedoch den direkten Wärmetransport nur geringfügig. Sie wirkt nur dadurch, dass sie die vom Körper abgestrahlte Wärme reflektiert - was für die Verwendung als Rettungsdecke vollkommen ausreicht, da der Körper ja auch im Schockzustand noch ein gewisses Maß an Wärme produziert. Würdest Du den Verletzten z.B. in Styropor oder in einen nach dem Prinzip der Thermosflasche gebauten Behälter packen, bestünde die Gefahr der Überhitzung.

Doch diese Decke isoliert ja sozusagen die Wärme nach innen, wenn man sie umlegt. Ich hingegen suche etwas, dass sozusagen die Kälte innen isoliert und die Wärme draußen hält.

Es gibt im physikalischen Sinne keine „Kälte“, sondern Kälte ist die Abwesenheit von Wärme, so wie Dunkelheit die Abwesenheit von Licht ist. Der Effekt der „Temperaturisolierung“ beruht darauf, dass der Transport der Wärme mehr oder weniger behindert bzw. unterbunden wird.

Also wird, je nachdem wo die höhere Temperatur herrscht, der Transport der Wärme von außen nach innen oder von innen nach außen blockiert.

Haben solche Isolierdecken zwei verschiedene Seiten, sodass man sie einfach nur umdrehen müsste(?)

Nein, auf Grund der Reflektionsgesetze ist die Wirkung in beide Richtungen gleich.

Der Grund für die einseitige Goldfärbung der Rettungsdecken hat nichts mit ihren Isolationseigenschaften zu tun. Diese Decken gehören (sollten gehören) grundsätzlich zur Ausrüstung von Bergsteigern, Skifahrern und Gletscherwanderern und dienen auch zur Markierung von Unfallorten und zum Auslegen von Notsignalen. Nun ist aber eine goldfarbene Rettungsdecke in einem Schneefeld viel auffälliger als eine silberfarbene. Außerdem simuliert die goldene Färbung recht gut die für optische Notsignale international festgelegte Farbe orange.

Hoscht mi?
merimies

Hallo,

ein bisschen OT, aber

Es gibt keine ‚Thermo-Diode‘! Physikalisch leider komplett
unmöglich. Sonst hättest Du ein wunderbares Perpetuum Mobile.

Ein schwerkraftgetriebenes Wärmerohr ist doch aber eine Wärmediode, sie lässt Wärme nur in einer Richtung durch. Wie kann man jetzt damit ein Perpetuum Mobile bauen?

Gruß
Olaf

An alle die meinen ich liege falsch.

Die silbernde Seite reflektiert Wärmestrahlung, die goldene absorbiert sie.
Wenn die silbernde außen liegt wird das innere vor Überhitzung geschützt.
Wenn die goldene außen liegt wird der Körper länger warm gehalten.

Hallo,

Ein schwerkraftgetriebenes Wärmerohr ist doch aber eine
Wärmediode, sie lässt Wärme nur in einer Richtung durch.

Falsch. Du steckst von außen Kräfte und Energie in das System, sonst rührt sich da nichts.
Gruß
loderunner

Die silbernde Seite reflektiert Wärmestrahlung, die goldene
absorbiert sie.

Ich glaube nicht an nennenswert unterschiedliche Reflexionsgrade.
Wiki sagt, dass die silbrige Seite 99% IR reflektiert, die goldene dagegen 97%.

Die silbernde Seite reflektiert Wärmestrahlung, die goldene
absorbiert sie.

Falsch. Die Reflexion ist ein wenig unterschiedlich, das ist alles. Absorbiert wird auf beiden Seiten so gut wie nichts.

Wenn die silbernde außen liegt wird das innere vor Überhitzung
geschützt.
Wenn die goldene außen liegt wird der Körper länger warm
gehalten.

Blödsinn.

Im übrigen ist Dir der Unterschied zwischen Reflexion und Isolation überhaupt nicht klar.

Lies mal: http://www.wdr5.de/sendungen/leonardo/s/d/04.02.2010…

Von wegen Witz!
http://de.wikipedia.org/wiki/Rettungsdecke#Physikali…

http://de.wikipedia.org/wiki/Rettungsdecke#Physikali…

Und ein Absatz höher steht, dass die Aluseite 99% IR reflektiert, die goldfarbene Seite dagegen „nur“ 97%.

Wie groß wird die der Sonne zugewandte Fläche einer Rettungsdecke eines am Boden liegenden Menschen sein? Sagen wir mal 1m².
Die Sonne liefert ca. eine 1.000W/m². Wieviel davon ist IR?
Und: Wie verhalten sich die Reflexionsgrade im sichtbaren und UV Bereich?

Alles mir unbekannt.

Nehmen wir an, im gesamten Spektrum wäre die Absorption einmal 1%, einmal 10%. Dann hätten wir da eine geradezu gigantische Wärmeleistung von einmal 10W, das andere mal 100W.
Und die wird auch nur anteilig durch das Material zum Körper hin wandern. Sagen wir mal, auf Grund der Plastikschicht 60% draußen, 40% Eindringung. So bleiben noch 4W versus 40W Leistung übrig.

Diese 36W Unterschied werden kaum relevant sein.
Und so sagt Wiki auch: „…vernachlässigbar und soll nur einen Unterschied von 1°C bewirken“

Bliebe noch die „Isolation“. Genau die wurde doch angefragt.
Nur wie „Isoliert“ eine Rettungsdecke? Eigentlich gar nicht.
Isolierend wirkt die eingeschlossene Luftschicht.
Ein wenig wärmeerhaltend wirkt die Reflexion.

Wobei ich fast glaube, dass auch eine matt-schwarze Rettungsdecke kaum weniger wärmt. Denn wieviel Energie verheizt der ruhende Mensch?
Etwa 80W für den 70kg „Norm-Mann“.
Davon erhitzt er aber schon rund 700l/h Luft, also etwa 0,9kg, von sagen wir mal 10°C auf etwa 35°C. Das sind 0,9kg/h * 25K * 1005Ws / kg*K = 22612,5Ws/h
Somit eine Leistung von 22612,5Ws/h / 3600s/h = rund 6W.
Bleiben noch 74W. Die gehen drauf, weil Mensch leider feuchte Luft ausatmet. Und die muss er erstmal verdampfen!
Wir haben also rund 700l Luft, angenommen 10°C und 40% rel. Feuchte.
40% * 9,39g/m³ * 0,7m³ = 2,63g
Wir atmen aus etwa 35°C mit fast 100%:
100% *39,56g/m³ * 0,7m³ = 27,69g
(Ungenau, weil die Aus- und Einatemvolumina nicht identisch sind!)
In einer Stunde verdampfen wir als rund 25g Wasser.
Bei einer Verdunstungsenthalpie von 43kJ/mol mit 18g/mol sind das
43kJ/mol / 18g/mol = ca. 2400J/g.
2400Ws/g * 25g/h * 1h/3600s = ca. 17W.
Bleiben noch 67W, die nicht beim Atmen verheizt werden.
Die gehen über die Haut verloren, einmal durch Konvektion, Abstrahlung und Schweißverdampfung.
Rechne ich jetzt noch aus, wieviel durch Schwitzen verloren geht?
Ja, ich mache das. Es sind ca. 1l pro Tag, also nochmal etwas mehr als 40g/h. Das sind 27W.
Bleiben also 50W, die der Mensch durch Konvektion und Wärmestrahlung verliert.
Und wieviel davon durch Wärmestrahlung?
Das kann ich absolut nicht einschätzen.
Sagen wir mal grob die Hälfte.
Sind 25W.
Werden davon 99% reflektiert, dann sind es 25W Wärmeerhalt durch die Decke.
Ist die Decke mattschwarz, dann wären es 0W.
Angenommen, der 70kg Mensch bestünde zu 100% aus Wasser:
Um wieviel K pro Stunde würde er weniger auskühlen, wenn er 25W weniger verliert?
Ach, herrje, das artet ja aus:
4200J / (kg*K) hat Wasser.
Bei 75kg sind es 315000J pro K, die abgegeben werden müssen.
Also bei 315000Ws / K, 25W und einer Stunde:
3600s * 25W / 315000Ws/K = 0,29K
Wir reden hier also wirklich um einen Effekt, den man wohl fast vernachlässigen kann.

Hallo,

Bleiben also 50W, die der Mensch durch Konvektion und
Wärmestrahlung verliert.
Und wieviel davon durch Wärmestrahlung?
Das kann ich absolut nicht einschätzen.
Sagen wir mal grob die Hälfte.
Sind 25W.

Nö, das ist in der Regel viel weniger.
Strahlung hat beim Wärmeaustausch erst bei einer Temperaturdiff.
von ca. 60…80grd einen Anteil von ca. 50%.
Zum rechnen brauchst du das hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz
Alle normalen Oberflächen können annähernd als schwarze Körper
angenommen werden (Absorbtions- und Reflektionsgrad ca. 90…95%).
Zur Berechnung mußt du die Differenz zwischen Absorbtion und Reflexion
berechnen.

Konvektion an Oberflächen habe ich auch schon oft die Formel genannt:
ca: (5,6 +4v)W/(m x grd) für v in m/s, bis ca. 6m/s

Wir reden hier also wirklich um einen Effekt, den man wohl
fast vernachlässigen kann.

Ja, was die Silber- oder Goldschicht angeht, ist das wohl egal.
Gruß Uwi