Wärme in der Pfanne: Leitfähigkeit, Kapazität, Temperaturleitfähigkeit

"Dieses Material leitet gut" oder "diese Pfanne speichert die Wärme gut" klingt nach demselben Lob — sind aber zwei völlig unterschiedliche Eigenschaften, die in dieselbe Pfanne sogar gegenläufig einfließen können. Wer verstehen will, warum sich Edelstahl, Aluminium, Kupfer und Gusseisen beim Braten so unterschiedlich anfühlen, muss drei Größen auseinanderhalten.

Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt, wie schnell Wärme innerhalb eines Materials von einem Punkt zum nächsten wandert — etwa von der Mitte des Pfannenbodens, die über der Flamme liegt, zum Rand. Kupfer und Aluminium leiten sehr gut, Edelstahl deutlich schlechter, Gusseisen ist ebenfalls ein eher schlechter Leiter (Details dazu im Mythos-Check „Gusseisen verteilt die Hitze gleichmäßig“). Eine hohe Wärmeleitfähigkeit sorgt für eine gleichmäßigere Temperatur über die gesamte Bratfläche und weniger Hotspots.

Die Wärmekapazität (genauer: die Wärmemenge, die ein bestimmtes Volumen oder Gewicht des Materials speichern kann) hat mit der Leitfähigkeit erstmal nichts zu tun. Sie hängt vor allem von der Masse ab: Ein dickerer, schwererer Pfannenboden speichert mehr Wärme als ein dünner, unabhängig davon, wie gut das Material leitet. Diese gespeicherte Wärme hält die Temperatur stabil, wenn kaltes Bratgut in die Pfanne kommt — sie macht das Material aber auch träger, wenn die Herdstufe verändert wird, weil erst die gespeicherte Wärmemenge ab- oder aufgebaut werden muss.

Die Temperaturleitfähigkeit (auch Diffusivität genannt) verbindet die beiden vorigen Größen: Sie beschreibt, wie schnell sich eine Temperaturänderung durch das Material hindurch durchsetzt — hohe Wärmeleitfähigkeit beschleunigt das, hohe Wärmekapazität bremst es. Kupfer und Aluminium haben eine hohe Temperaturleitfähigkeit: Eine Änderung am Herd setzt sich schnell durch. Gusseisen und Stahl liegen deutlich darunter, Edelstahl am niedrigsten. Die Dicke kommt dazu: Je mehr Material, desto länger dauert es bei jedem Metall.

Die meisten Kaufratgeber sprechen nur pauschal von "guter Wärmeleitung", vermischen dabei aber Leitfähigkeit und Kapazität. Das führt zu Fehlschlüssen wie „dickeres Material ist immer besser“. Mehr Dicke bringt bei jedem Metall mehr Speicher und mehr Trägheit. Wie viel Verteilung dazukommt, hängt am Metall: bei Aluminium und Kupfer viel, bei Gusseisen und Stahl wenig, bei Edelstahl fast nichts. Ob Trägheit erwünscht ist, hängt vom Herd und vom Gericht ab: Details dazu liefert der Artikel "Materialstärke: Was die Dicke von Boden und Wand wirklich bewirkt".

• Kupfer und Aluminium: hohe Wärmeleitfähigkeit, sie verteilen gut und reagieren schnell. Aluminium speichert je Millimeter am wenigsten, Kupfer etwa so viel wie Eisen.
• Edelstahl: niedrige Wärmeleitfähigkeit, die schlechteste unter den Pfannenmetallen. Deshalb bekommt er eine Leitscheibe oder einen Kern aus Aluminium oder Kupfer.
• Gusseisen: niedrige Wärmeleitfähigkeit, aber durch die übliche Dicke hohe absolute Wärmekapazität — speichert viel, verteilt aber schlechter, als der Ruf vermuten lässt.

Wie sich diese drei Größen konkret in unterschiedlichen Bodenstärken niederschlagen, beschreibt der Artikel "Materialstärke: Was die Dicke von Boden und Wand wirklich bewirkt". Die einzelnen Materialien für Körper und Kern werden in den Artikeln zu Aluminium, Kupfer, Gusseisen und Carbonstahl vertieft.