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Wärmestrahlung und Emission verstehen

Jeder Körper oberhalb des absoluten Nullpunkts sendet Wärmestrahlung aus. Auf dieser Seite übst du schwarzen Körper, Emissionsgrad, Stefan-Boltzmann-Gesetz, Wiensches Verschiebungsgesetz und Strahlungsbilanz.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 10–12 und verbinden Rechnungen mit Infrarotkameras, Thermoskannen, Sonne, Erde und technischen Oberflächen.

So löst du Aufgaben zur Wärmestrahlung

  1. Wandle Temperaturen in Kelvin um und bestimme Fläche sowie Emissionsgrad.
  2. Nutze P = εσAT⁴ für die Gesamtleistung und λ_max·T = b für das Spektralmaximum.
  3. Unterscheide Abstrahlung, Absorption und Netto-Strahlungsleistung.
  4. Prüfe vierte Potenz, Einheiten, Umgebungstemperatur und Größenordnung.

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Wärmestrahlung und Stefan-Boltzmann online üben

Test 3 zu Wärmestrahlung, schwarzem Körper, Emissionsgrad und Strahlungsbilanz mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Kelvin, T⁴, Emissionsgrad, Fläche, Wellenlänge, Leistung und Einheiten.

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

Wie lautet das Stefan-Boltzmann-Gesetz für einen schwarzen Körper?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: P = σ · A · T⁴.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Die abgestrahlte Leistung P ist proportional zur Fläche A und zur vierten Potenz der absoluten Temperatur T.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet P = σ · A · T⁴. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Die abgestrahlte Leistung P ist proportional zur Fläche A und zur vierten Potenz der absoluten Temperatur T.

2. FrageMultiple Choice

Wie lautet das Stefan-Boltzmann-Gesetz für eine reale Oberfläche?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: P = ε · σ · A · T⁴.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Der Emissionsgrad ε berücksichtigt, dass reale Oberflächen weniger als ein ideal schwarzer Körper abstrahlen können.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet P = ε · σ · A · T⁴. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Der Emissionsgrad ε berücksichtigt, dass reale Oberflächen weniger als ein ideal schwarzer Körper abstrahlen können.

3. FrageMultiple Choice

Welche Einheit besitzt die Stefan-Boltzmann-Konstante σ?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: W/(m²·K⁴).

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Damit ergibt σ·A·T⁴ eine Leistung in Watt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet W/(m²·K⁴). Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Damit ergibt σ·A·T⁴ eine Leistung in Watt.

4. FrageMultiple Choice

Warum muss die Temperatur im Stefan-Boltzmann-Gesetz in Kelvin eingesetzt werden?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Weil die absolute Temperatur und ihre vierte Potenz verwendet werden.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Celsiuswerte besitzen keinen absoluten Nullpunkt und dürfen nicht direkt potenziert werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil die absolute Temperatur und ihre vierte Potenz verwendet werden. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Celsiuswerte besitzen keinen absoluten Nullpunkt und dürfen nicht direkt potenziert werden.

5. FrageMultiple Choice

Wie verändert sich die abgestrahlte Leistung bei einer Verdopplung der absoluten Temperatur?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Sie wird bei gleicher Fläche und gleichem Emissionsgrad 16-mal so groß.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Nach P ∝ T⁴ gilt 2⁴ = 16.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie wird bei gleicher Fläche und gleichem Emissionsgrad 16-mal so groß. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Nach P ∝ T⁴ gilt 2⁴ = 16.

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Wärmestrahlung FAQ

Was beschreibt das Stefan-Boltzmann-Gesetz?

Es beschreibt die abgestrahlte Leistung eines Körpers: P = εσAT⁴.

Warum muss die Temperatur in Kelvin eingesetzt werden?

Weil das Gesetz die absolute Temperatur und ihre vierte Potenz verwendet.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.