# Wärmeleitungssimulation

Interaktive Demonstration der Wärm diffusion durch Materialien

> Kanonische Seite: https://elysiatools.com/de/visualizations/heat-conduction

- **Kategorie:** Physics

## Überblick

Interactive simulation of heat conduction demonstrating the heat equation and temperature evolution in materials. Features the fundamental heat equation: ∂T/∂t = α·∇²T in 1D and 2D, thermal diffusivity: α = k/(ρc), Dirichlet boundary conditions (fixed temperature), and Neumann boundary conditions (insulated/zero flux). Two visualization modes: (1) 1D Rod mode showing temperature distribution curve T(x) evolving over time with color-coded temperature bar (blue=cold 100K to red=hot 1000K), temperature vs position graph, and real-time statistics (time, max/min temperatures); (2) 2D Plate mode showing temperature heatmap with isothermal colors evolving over time, color gradient visualization, and real-time statistics (time, max/min/average temperatures). Adjustable parameters: thermal diffusivity α (1-200), grid size (20-100), animation speed (0.1-3.0x), initial temperature (100-1000 K), left boundary condition (fixed/insulated), right boundary condition (fixed/insulated), and boundary temperatures (100-1000 K). Initial condition options: uniform temperature, Gaussian heat source (central hot spot), step function (hot/cold regions), and random distribution. Finite difference numerical method with automatic stability adjustment: dt ≤ dx²/(4α). Educational content covers heat conduction mechanism (atomic/molecular collisions), heat equation derivation from energy conservation, boundary condition types and effects, steady-state solutions, thermal diffusivity of common materials (copper, aluminum, steel), and practical applications: building insulation design, electronics cooling, heat exchanger optimization, cooking and food processing, geothermal systems, and thermal protection in spacecraft. Multi-language support (zh, en, fr, de, es, ru, pt).

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