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Wärmeübertragung und Wärmeausdehnung sicher verstehen

Wärme kann durch Leitung, Konvektion und Strahlung übertragen werden. Temperaturänderungen führen außerdem zu Ausdehnung, Phasenwechseln und messbaren Energieumsätzen.

Auf dieser Seite übst du Wärmeleitung, Flüssigkeits- und Luftströmungen, Wärmestrahlung, Dämmung, Treibhauseffekt, Wärmeausdehnung, Wärmekapazität und Phasenwechsel.

So löst du Aufgaben zur Wärmeübertragung

  1. Bestimme den Wärmeweg: Leitung, Konvektion, Strahlung oder Phasenwechsel.
  2. Notiere Masse, Temperaturänderung, Zeit, Wärmeleistung und Stoffkonstanten.
  3. Wende Q = mcΔT, P = Q/t, Q = mL oder ΔL = αLΔT an.
  4. Prüfe Energiefluss, Vorzeichen, Größenordnung und Einheiten.

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Wärmeübertragung und Wärmeausdehnung online üben

Test 10 zu Wärmeübertragung und Wärmeausdehnung mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Wähle pro Aufgabe eine Antwort aus. Öffne danach die Lösung, um Wärmeweg, Formel, Energiefluss und Rechenweg zu prüfen.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein 10 m langer Stahlstab hat α = 12·10⁻⁶/K und wird um 50 K erwärmt. Wie groß ist seine Längenänderung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 6 mm..

  1. Wärmesituation bestimmen: Prüfe, ob es um Leitung, Konvektion, Strahlung, Ausdehnung, Phasenwechsel oder Wärmekapazität geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: ΔL = αLΔT = 12·10⁻⁶/K · 10 m · 50 K = 0,006 m = 6 mm.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 6 mm.. Achte auf Temperaturdifferenz, Energie, Zeit und Einheiten.

ΔL = αLΔT = 12·10⁻⁶/K · 10 m · 50 K = 0,006 m = 6 mm.

2. FrageMultiple Choice

Warum besitzt Wasser bei etwa 4 °C seine größte Dichte?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Wasser zeigt eine Dichteanomalie; beim weiteren Abkühlen bis 0 °C dehnt es sich wieder aus..

  1. Wärmesituation bestimmen: Prüfe, ob es um Leitung, Konvektion, Strahlung, Ausdehnung, Phasenwechsel oder Wärmekapazität geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die besondere Struktur des Wassers führt dazu, dass Eis weniger dicht als flüssiges Wasser ist.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Wasser zeigt eine Dichteanomalie; beim weiteren Abkühlen bis 0 °C dehnt es sich wieder aus.. Achte auf Temperaturdifferenz, Energie, Zeit und Einheiten.

Die besondere Struktur des Wassers führt dazu, dass Eis weniger dicht als flüssiges Wasser ist.

3. FrageMultiple Choice

Wie viel Wärme benötigt 1 kg Aluminium für eine Erwärmung um 30 K? Verwende c = 900 J/(kg·K).

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 27 kJ..

  1. Wärmesituation bestimmen: Prüfe, ob es um Leitung, Konvektion, Strahlung, Ausdehnung, Phasenwechsel oder Wärmekapazität geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Q = mcΔT = 1 kg · 900 J/(kg·K) · 30 K = 27 000 J = 27 kJ.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 27 kJ.. Achte auf Temperaturdifferenz, Energie, Zeit und Einheiten.

Q = mcΔT = 1 kg · 900 J/(kg·K) · 30 K = 27 000 J = 27 kJ.

4. FrageMultiple Choice

Ein Körper gibt 50 kJ Wärme in 250 s ab. Wie groß ist die mittlere Wärmeleistung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 200 W..

  1. Wärmesituation bestimmen: Prüfe, ob es um Leitung, Konvektion, Strahlung, Ausdehnung, Phasenwechsel oder Wärmekapazität geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: P = Q/t = 50 000 J / 250 s = 200 W.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 200 W.. Achte auf Temperaturdifferenz, Energie, Zeit und Einheiten.

P = Q/t = 50 000 J / 250 s = 200 W.

5. FrageMultiple Choice

Welche Maßnahme verringert den Wärmestrom durch eine Wand am wirksamsten?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Eine zusätzliche Schicht mit geringer Wärmeleitfähigkeit und ausreichender Dicke..

  1. Wärmesituation bestimmen: Prüfe, ob es um Leitung, Konvektion, Strahlung, Ausdehnung, Phasenwechsel oder Wärmekapazität geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Ein größerer Wärmewiderstand reduziert bei gleichem Temperaturunterschied den Wärmestrom.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Eine zusätzliche Schicht mit geringer Wärmeleitfähigkeit und ausreichender Dicke.. Achte auf Temperaturdifferenz, Energie, Zeit und Einheiten.

Ein größerer Wärmewiderstand reduziert bei gleichem Temperaturunterschied den Wärmestrom.

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Wärmeübertragung und Wärmeausdehnung FAQ

Welche drei Arten der Wärmeübertragung gibt es?

Wärme wird durch Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung übertragen. In der Praxis können mehrere Mechanismen gleichzeitig wirken.

Wie berechnet man die Wärme zum Erwärmen eines Stoffes?

Mit Q = m · c · ΔT. Dabei sind m die Masse, c die spezifische Wärmekapazität und ΔT die Temperaturänderung.

Warum braucht man Dehnungsfugen?

Materialien verändern bei Temperaturänderungen ihre Länge. Dehnungsfugen geben den Bauteilen Platz für diese Ausdehnung.