Waermeeinfluss - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Grundsätzlich kann aus der Umgebung Wärmeenergie auf einen Werkstoff übertragen werden. Welche Prozesse des Wärmetransportes können dabei vorkommen?

a) Bei der Übertragung von Wärmeenergie gibt es drei Arten von Wärmetransport(möglichkeiten): Wärmeleitung, Wärmekonvektion und Wärmestrahlung

b) Bei der Übertragung von Wärmeenergie gibt es zwei Arten von Wärmetransport(möglichkeiten): Wärmeleitung und Wärmestrahlung

2) Was ist das besondere an einer Übertragung von Wärmeenergie über Wärmestrahlung?

a) Die Wärmestrahlung findet über elektromagnetische Strahlung statt (langwelliges sichtbares Licht). Die Wärmestrahlung ist daher eine Übertragungsart von Wärmeenergie, die zur Übertragung keine Materie benötigt. Daher existiert die Wärmestrahlung auch im Vakuum

b) Die Wärmstrahlung ist Übertragungsprozess, der nur zwischen unmittelbar benachbarten Systemen übertragen werden kann. Die Wärmeschwingungen werden vom "Sender" auf den benachbarten "Empfänger"übertragen. Die Wärmestrahlung ist somit an Materie gebunden und kann im Vakuum nicht existieren.

3) Wo von hängt die Wärmeleitfähigkeit eines Werkstoffes ab und welche Werkstoffe sind gute Wärmeleiter?

a) Die Wärmeleitfähigkeit hängt im wesentlichen vom Volumen des Stoffes ab, der Zusammensetzung und der Feuchtigkeit des Werkstoffs

b) Die Wärmeleitfähigkeit eines Werkstoffes hängt von der Dichte des Stoffes, der Porigkeit (Anzahl und Größe der Hohlräume) und dem Feuchtigkeitsgehalt ab. Gute Wärmeleiter sind alle Stoffe, die in ihrer Struktur über frei bewegliche Ladungsträger verfügen => Metalle

4) Welcher Zusammenhang zwischen Struktur und Wärmeleitfähigkeit ist richtig?

a) Grundsätzlich gilt: je poröser ein Werkstoff bzw. dessen Struktur ist, desto niedriger ist seine Wärmeleitfähigkeit (die Luft in den Hohlräumen hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit). Mit zunehmender Dichte und Feuchtigkeit nimmt die Wärmeleitfähigkeit eines Werkstoffes zu.

b) Grundsätzlich gilt: je poröser ein Werkstoff bzw. dessen Struktur ist, desto höher ist seine Wärmeleitfähigkeit (die Luft in den Hohlräumen hat eine "puffernde" Wirkung der Wärmeleitfähigkeit). Mit zunehmender Dichte und Feuchtigkeit nimmt die Wärmeleitfähigkeit eines Werkstoffes ab.

5) Betrachten wir nun einen organischen Werkstoff oder einen nichtmetallischen, anorganischen Werkstoff. Welchen Einfluss hat die kristalline bzw. amorphe Struktur auf die Wärmeleitfähigkeit?

a) Grundsätzlich hat die Struktur bei solchen Werkstoffen einen hohen Einfluss. Allgemein gilt, dass die Wärmeleitfähigkeit bei amorpher Struktur höher als ist bei kristalliner Struktur.

b) Grundsätzlich hat die Struktur bei solchen Werkstoffen einen hohen Einfluss. Allgemein gilt, dass die Wärmeleitfähigkeit bei amorpher Struktur geringer als ist bei kristalliner Struktur.

6) Wie ist die Wärmeleitfähigkeit bei anisotropen Stoffen?

a) Bei anisotropen Stoffen ist die Leitfähigkeit von der Richtung des Wärmestromes abhängig

b) Bei anisotropen Stoffen ist die Leitfähigkeit von der Richtung des Wärmestromes unabhängig

7) Wie wirkt sich das Erwärmen von Werkstoffen auf dessen Struktur aus?

a) In der Schule lernt man in diesem Zusammenhang, dass eben durch den steigenden Bindungsabstand (zwischen den Bindungspartnern) beim Erwärmen bzw. durch das höhere Oszillieren der Atome mehr Platzbedarf notwendig ist. Dies führt eben zu einer Volumenausdehnung bei Temperaturerhöhung.

b) Solange kein Übergang in den flüssigen Aggregatzustand erfolgt, hat die Erwärmung eines Werkstoffes keinen Einfluss auf dessen physikalische und chemische Daten.

Test – Wärmeeinfluss bei Werkstoffen

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