Theorie: Optimale Kühlung

Die Tabelle zeigt die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Metalle im Vergleich.

Im wesentlichen lässt sich das Wirkprinzip eines CPU-Kühlers auf eine einzige mathematische Gleichung zurückführen, die bei der Vernachlässigung von äußeren Faktoren den Wärmestrom zweier Medien betrifft:

Iw = γx (T1-T2) x (l/A)

Zur kurzen Erläuterung: Iw ist der Wärmestrom, der zwischen zwei verschiedenen Körpern (Stoffen) entsteht, sobald ein Temperaturunterschied (T1 und T2) vorhanden ist. l bildet dabei die Länge bzw. den Abstand zwischen den beiden Körpern, während A die Fläche (Kühl- oder Abstrahlfläche) darstellt. Gamma stellt den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten dar. Allein aus dieser Gleichung wird schnell klar, welche Eigenschaften ein nahezu optimal gestalteter Kühler aufweisen muss. Dabei ist der Temperaturunterschied (T1-T2) die treibende Kraft für den Wärmestrom. Weiterhin hängt der Wärmestrom wesentlich von der Wärmeleitfähigkeit (Gamma) des Materials sowie der Abstrahlfläche ab. Somit wären die wichtigsten Grundlagen geklärt.