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Für Kühlzwecke sind (wenn ich nichts vergessen habe) vier Mechanismen interessant:

1. Wärmestrahlung: Das zu kühlende Objekt strahlt Energie in Form elektromagn. Strahlung (IR-Strahlung) ab. Das ist im Prinzip Schwarz- bzw. Graukörperstrahlung, weshalb man gelegentlich die Oberflächen schwärzt, um die abgestrahlte Wärmeleistung zu erhöhen.

2. Wärmeleitung: Wärmeenergie wird von der Oberfläche des zu kühlenden Objektes durch Wechselwirkung mit den Atomen/Molekülen des umgebenden Stoffes abtransportiert, und zwar im Prinzip mit der Schallgeschwindigkeit des betreffenden Stoffes. Ist dieser fest, wie z.B. bei Aluminium oder Kupfer, werden im Prinzip Gitterschwingungen angeregt, die die Wärmeenergie abtransportieren.
Kühlung durch Wärmeleitung findet man z.B. bei Kühlkörpern aus Aluminium oder Kupfer, die die Wärmeenergie in einem ersten Schritt schnell (->Schallgeschwindigkeit in Al oder Cu) von einer oft sehr kleinen Wärmequelle (z.B. Halbleiterchip) abführen.

3. Konvektion: Das zu kühlende Objekt wird von einem Kühlmittel (Luft, Wasser, Öl etc.) umströmt. Da das Kühlmittel in direktem Kontakt mit der Oberfläche steht, erwärmt es sich an dieser Grenzfläche, selbst wenn es eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat.

Der Abtransport der Wärmeenergie erfolgt aber nicht durch Wärmeleitung, sondern durch Abtransport des Kühlmittels von der Grenzschicht, wo es durch neues, kühles Kühlmittel ersetzt wird. Das kann im Fall von Luft allein durch die thermische Luftbewegung in Kombination mit dem Kamineffekt (Kühlrippen) oder in Form einer Zwangskühlung (mit Kühlmittelpumpe) erfolgen.

Für diese Art der Kühlung freut man sich über ein Kühlmittel mit hoher Wärmekapazität, weil es dann viel Wärmeenergie aufnehmen kann, ohne sich selbst zu sehr zu erwärmen. Dadurch bleibt die Temperaturdifferenz zwischen Objekt und Kühlmittel und somit ein großer Wärmestrom ins Kühlmittel erhalten. Bei kleiner Wärmekapazität des Kühlmittels muß man den Kühlmittelstrom entsprechend erhöhen.

Die Wärmeleitfähigkeit des Kühlmediums ist hier von untergeordneter Bedeutung, weil man davon ausgeht, daß der Wärmeaustausch zwischen Objekt und Kühlmittel im wesentlichen in einer dünnen Grenzschicht erfolgt, in der das Kühlmittel ständig erneuert wird.

4. Siedekühlung (adiabatische Kühlung): Das zu kühlende Objekt erwärmt das Kühlmittel über seinen Siedepunkt. Das siedende Kühlmittel entzieht dem Objekt Wärme durch
Umsetzung von Kühlmittel in die Gasphase, wofür Energie (Verdampfungswärme) aufgewendet werden muß, die dem zu kühlenden Objekt entzogen wird. Diese Wärmeenergie
verläßt das System in Form der gasförmigen Kühlmittelmoleküle. Sie wird natürlich wieder frei, wenn das gasförmige Kühlmittel irgendwo anders an einem kalten Objekt wieder kondensiert. Wenn man also ein geschlossenes System bauen will, braucht man an der KOndensationsstelle wieder einen Kühler. Trotdem ergibt so ein System (z.B. Heatpipe) Sinn, weil man damit bei gleicher Baugröße einen größeren Wärmestrom abführen kann als z.B. mit einer Konvektions- oder Wärmeleitungskühlung.

Bei Wasser z.B. braucht man ca. siebenmal mehr Energie, um eine gegebene Menge Wasser zu verdampfen, als um sie von Zimmertemperatur zum Kochen zu bringen

5. Spezielle Kühlmethoden, z.B. Peltierelemente, Laserkühlung etc. Gehe ich hier nicht drauf ein, weil Du ja mit Öl kühlen willst.

Viele Grüße,

Dieter Michel