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Tab. 4.9  Konstanten zur
Ermittlung der mittleren
freien Weglänge ver-
schiedener Gase l Gas · C 1
gilt für einen Druck von
p 0 = 133 Pa; für p Gas p 0 gilt:
C 1 ( p Gas ) = ( p 0 / p Gas ) · C 1 ( p 0 )
(VDI 2005 )
Gas
C 2 (K)
C 1 ( p 0 ) (µm)
H 2
105.6
76
N 2
61
112
O 2
68.7
132
He
160
79
Ne
111.9
56
Ar
70.3
169
Kr
59.6
142
Xe
48.7
252
H 2 O
95
600
CO
60.2
100
CO 2
57
273
Spaltes oder der Gefäßdimension ist. Daher ist es für eine Berechnung der Gasleitfähigkeit
zwingend notwendig, zunächst die mittlere freie Weglänge l Gas der Gasmoleküle bei einem
bestimmten Restgasdruck p Gas zu ermitteln. Hierfür kann als Faustformel der Zusammen-
hang nach Sutherland (Sutherland 1893 ) benutzt werden:
= C 1 ( p Gas )
1 +
l Gas
[m],
(4.101)
C 2 /T
in der T die absolute Temperatur in Kelvin ist und C 1 und C 2 zwei gasspezifischen Kons-
tanten darstellen. Die Tab.  4.9 gibt deren Werte für einige Gase an.
Für Luft bei Normaldruck und Raumtemperatur ist l Gas ≈ 0.6 µm. Als nächstes sind die
Gefäßdimensionen δ zu überprüfen. Dies kann der Abstand der Wände sein, über denen
das treibende Temperaturgefälle auftritt. Bei Isoliermaterialien können dies die Dimen-
sionen der Poren oder der Abstand von Folien sein. Bei den meisten Isolationsmaterialien
ist l Gas δ. Dies bedeutet, dass die mittlere freie Weglänge l Gas in diesen Stoffen weniger
durch Molekül-Molekül-Kollisionen bestimmt wird, sondern vielmehr durch den mittle-
ren Folienabstand δ beschränkt ist. Für die Restgas-Wärmeleitfähigkeit λ Gas gilt dann nach
Kaganer (Kaganer 1969 ) folgende Beziehung:
λ 0
1 + 2 ·
λ Gas ( p Gas ) =
[W / (m · K)] .
(4.102)
β
·
Kn
In Gl. (4.102) bezeichnet λ 0 die Wärmeleitfähigkeit des Gases bei Normaldruck, einen
Gewichtungsfaktor und Kn die sogenannte Knudsen-Zahl. Der Gewichtungsfaktor ent-
hält eine Korrekturgröße k sowie den sogenannten Isotropenkoeffizient κ , der sich aus
dem Verhältnis der isochoren Wärmekapazität c V und der isobaren Wärmekapazität c p er-
gibt. Der Isotropenkoeffizient eines idealen Gases lautet:
= c p
c V
= f
+ 2
f
κ
[ / ],
(4.103)
 
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