81 Aufgaben zum Kapitel

806
🖩

Cu-Platte

Eine 5 mm starke Cu-Platte (`20  x  20"  cm²"`) besitzt in der Mitte ein Quadratisches Loch von der Seitenlänge 10 cm. Darauf liegt eine Kugel vom Durchmesser `10,02 " cm"`. Welche Wärmemenge muss man der Platte zuführen, damit die Kugel durchfällt?
(`ρ_(Cu) = 8,9 " gcm"^(-3),  α_(Cu) = 1,65*10^(-5)K^(-1),  c_(Cu) = 0,38 " Jg"^(-1)K^(-1)`)

812
🖩

Ein Aggregat liefert 15 kW und verbraucht 25 kg Treibstoff pro Stunde (`H=35" MJ/kg"`).

Wie groß ist der Wirkungsgrad?

813
🖩

Öltank

Ein rechteckiger Öltank von `5,2 " m"` Länge und `4,1" m"` Breite ist bis `3,9 " m"` Höhe mit Heizöl von einer Dichte `0,88 " t/m³"` und `12" °C"` gefüllt. Um es dünnflüssig zu machen, wird es auf `70" °C"` erwärmt. Um wie viel steigt der Ölspiegel und wie ändert sich die Dichte des Öls? (`γ = 9,6·10^(-4)K^(-1)`)

814
🖩

Warmwasserheizung

Eine Warmwasserheizung enthält bei 10°C 650 dm³ Wasser. Welchen Rauminhalt muss das Ausdehnungsgefäß dieser Heizung mindestens haben, damit bei einer Wassertemperatur von 80°C kein Wasser überläuft (mittlerer Ausdehnungskoeffizient des Wassers zwischen 10°C und 80°C: `γ_"W"=0,0004" K"^-1`, von Stahl `α_"St"=0,000012" K"^-1`)?

815
🖩

Um welche Betrag nimmt die Länge einer 30 m langen Stahlschiene zu, wenn sie sich von −20°C auf +40°C erwärmt (`α=12*10^-6" K"^-1`)?

Welche Spannung entsteht, wenn die Schiene keinen Spielraum zur Ausdehnung hat?

816
🖩

Das eine Ende einer 40 m langen Brücke aus Stahlbeton (`α=14*10^-6" K"^-1`) ist fest verankert, das andere Ende lagert auf Rollen. Welchen Spielraum muss das freie Ende haben, wenn Temperaturen von −25°C bis +40°C angenommen werden?

817
🖩

Ölbehälter

Ein Ölbehälter aus Aluminiumblech (`α = 23,9·10^-6" K"^-1`) wird bei 20°C versehentlich mit 200 dm³ Öl (`γ=0,95*10^-3" K"^-1`) voll gefüllt. Wie viel Öl läuft aus, wenn die Temperatur auf 35°C steigt?

818
🖩

Kolbenring

Wie viel Spielraum erhalten bei −5°C genau passende Kolbenringe von 3 mm Breite aus Stahl (`α=13*10^-6" K"^-1`) in den Nuten des Kolbens (`α=24*10^-6" K"^-1`) bei der Betriebstemperatur von 250°C?

833
🖩

Welche Wärmemenge muss man einem Kupferzylinder von 50 mm² Querschnitt zuführen, damit er sich um 0,2 mm verlängert?

Werte für Kupfer: `c=385" J/kgK"`, `α=16,5*10^-6" 1/K"`, `ϱ=8900" kg/m³"`

874
✅ *

Radkranz

WagenDie beiden Hälften 1 und 2 eines stählernen Radkranzes werden durch den Bolzen 3 zusammengehalten. Diese Schrumpfverbindung kann durch Erwärmen …

877
✅ *

Ausdehnung

Bei gleicher Temperaturerhöhung dehnt sich ein …

886
✅ *

Bimetall

BimetallWenn der Bimetallstreifen erwärmt wird, …

1244

Warum muss man auf die Längenausdehnung von Körpern bei Temperaturänderung besonders aufpassen? (Beispiele!)

1371

Was ist Wärme?

1372

Was ist Temperatur?

1373

Welche Arten von Thermometern gibt es?

1379

In welcher SI-Einheit wird die Wärme gemessen?

1383

Welche Temperatur hat der absolute Nullpunkt in °C?

1384
🖩

Hochspannungsleitung

Zwei Masten einer Hochspannungsleitung stehen im Abstand 60 m. Wie groß muss der Durchhang bei 20 °C sein, wenn die Leitung theoretisch bei -25 °C gespannt ist? (Zur Vereinfachung soll die durchhängende Leitung mit der Waagrechten ein gleichschenkeliges Dreieck bilden.)

1389

Wie lautet die SI-Einheit für die Temperatur?

1398

Welche Größe wird in der Einheit Kelvin gemessen?

1403

Was ist eine Kalorie?

1404

Was versteht man unter einem Temperaturausgleich?

1405

Was ist der absolute Nullpunkt der Temperatur?

1406

Wie hängen die Kelvinskala und die Celsiusskala zusammen?

1407

Wie ist die SI-Einheit Kelvin festgelegt?

1408
🖩

Welcher Temperatur in °C entsprechen 223 K?

1409
🖩

Welcher Temperatur in K entsprechen 150 °C?

1410

Wie nennt man das Messgerät zur Temperaturmessung?

1411

Welcher Zusammenhang gilt zwischen linearem Ausdehnungskoeffizienten `α` und kubischen Ausdehnungskoeffizienten `γ`?

1413

Wie vergrößert sich der Hohlraum eines Gefäßes bei Erwärmung?

1414

Warum steigt im Allgemeinen der Flüssigkeitsspiegel in einem Gefäß bei Erwärmung?

1429
✅ *

physikalische Größen

Welche der nachstehenden physikalischen Größen hängen von der Temperatur ab? …

1438
✅ *

Einige Zeit nach dem Schließen eines Eiskastens haben die darin befindlichen Körper gleiche …

1439
✅ *

Eine Badewanne ist mit warmem Wasser gefüllt. Die Hälfte des Wassers wird ausgelassen. Im Vergleich zur ursprünglichen Wassermenge …

1440
✅ *

Die richtigen Aussagen sind zu markieren: …

1441
✅ *

Ein Fahrzeug mit gegebener Masse und Geschwindigkeit wird bis zum Stillstand abgebremst. Aus diesen (und nur diesen) Angaben kann man die in den Bremsen auftretende …

1442
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Temperatur

In welchen der folgenden Einheiten kann im SI die Temperatur eines Körpers angegeben werden? …

1443
✅ *

Wärmeenergie

In welchen der folgenden Einheiten kann im SI die Wärmeenergie angegeben werden? …

1444

Welche Einheiten verwendet man im SI zur Angabe einer Temperaturdifferenz?

1445

Bei welcher Temperatur in °C und K liegt der Normalsiedepunkt des Wassers?

1446

Bei welcher Temperatur in °C und K liegt der Gefrierpunkt des Wassers?

1447

Bei welcher Temperatur in °F liegt der Gefrierpunkt und der Normalsiedepunkt des Wassers?

1448

Wie groß ist die Temperaturdifferenz zwischen Normalsiedepunkt und Gefrierpunkt des Wassers?

1449

Wie groß ist die Temperaturdifferenz zwischen Normalsiedepunkt und Gefrierpunkt des Wassers in °F?

1450
🖩

Welcher Temperatur in K entspricht 25 °C?

1451
🖩

Welcher Temperatur in °C entspricht 300 K?

1452
🖩

Welcher Temperatur in °F entspricht 50 °C?

1453
🖩

In den USA gilt eine Körpertemperatur von mehr als 100 °F als Fieber. Welcher Temperatur in °C entspricht dies (auf drei Ziffern genau)?

1454
🖩

Welchem Wert in °C entspricht der Temperaturpunkt 200 K?
Welchem Wert in °C entspricht die Temperaturdifferenz 200 K?

1455
✅ *

Wärmewirkung

Welche Wärmewirkung kann einem Flüssigkeitsthermometer zugeordnet werden? …

1456
✅ *

Wärmewirkung

Welche Wärmewirkung kann einem Bimetallthermometer zugeordnet werden? …

1457
✅ *

Wärmewirkung

Welche Wärmewirkung kann einem Gasthermometer zugeordnet werden? …

1458
✅ *

Wärmewirkung

Welche Wärmewirkung kann einem Widerstandsthermometer zugeordnet werden? …

1459
✅ *

Welche der nachstehenden physikalischen Größen sind von der Temperatur unabhängig? …

1460
✅ *

Wärmeausdehnung

Die Wärmeausdehnung eines Körpers ist zur Temperaturerhöhung …

1461

Wie lautet die Definitionsgleichung für den linearen Ausdehnungskoeffizienten `α`?

1576

Wann ist Wärme nützlich? (Beispiele)

1577

In welchen Fällen kann zu viel Wärme schaden?

1578

Wie kann Wärme entstehen?

3147

Wie lautet die Definitionsgleichung für den linearen Ausdehnungskoeffizienten `alpha` bei Temperaturänderung?

3148

Wie lautet die SI-Einheit des linearen Ausdehnungskoeffizienten?

3149
✅ *

In welchen der folgenden Einheiten kann der linearen Temperatur-Ausdehnungskoeffizient angegeben werden? …

3158
🖩

Welche Längenänderung erfährt eine 25 m lange Stahlschiene (`alpha=12*10^-6" 1/K"`) im Laufe eines Jahres, wenn die Temperatur zwischen -15°C und +55°C schwankt?

3239
✅ *

Welche der folgenden Aussagen über die Zusammenhang zwischen Wärmezufuhr und Temperaturänderung treffen zu: …

3442
✅ *

Temperaturausgleich

Der immer von selbst stattfindende Temperaturausgleich zweier berührender Körper führt zu einem Endzustand …

5731

Was ist die IR-Strahlung (Infrarotstrahlung)?

6207

Welche Energie tauschen Körper unterschiedlicher Temperatur beim Temperaturausgleich aus?

6644
✅ *

Der Gefrierpunkt des Wassers bei normalem Luftdruck liegt bei …

6645
✅ *

Wasser wird auf 4°C abgekühlt. Die Dichte bei diesem Vorgang …

6646
✅ *

Einheit der Wärme

Die SI-Einheit der Wärme ist …

6683
🖩

Ein rechteckiger Öltank von 5,2 m Länge und 4,1 m Breite ist bis 3,9 m Höhe mit Heizöl von der Dichte 0,88 t/m³ und 12°C gefüllt. Um es dünnflüssig zu machen, wird es auf 70°C erwärmt. Um wie viel steigt der Ölspiegel und wie ändert sich die Dichte des Öls? (`gamma=9,6*10^-4"1/K"`)

6688
🖩

Der Magnesitkern eines Elektrospeicherofens hat eine Wärmekapazität von `1090" J/kgK"`. Er soll bei Erwärmung von 25°C auf 180°C eine Wärmeenergie von 75 MJ speichern können. Berechnen Sie die erforderliche Masse des Magnesitkerns!

6851
🖩

Eine Eisenbahnschiene (Europaprofil A = 69,3 cm²) wird bei 10 °C fest verschaubt. Wie groß ist die mechanische Spannung in der Schiene, wenn die Temperatur auf 45 °C ansteigt?

6938
✅ *

Beim Verbrennen von Kohle wird chemische Energie in …

6939
✅ *

Thermometer

Mit einem Thermometer misst man die …

6940
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Unser Wärmesinn gibt Auskunft über eine Veränderung der …

6950
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Wärme

Wärme ist …

7006
🖩

Welche Wärme speichert eine Ziegelmauer von 20 m Länge, 3,33 m Höhe und 30 cm Dicke (`Q=1800" kg/m³"`) bei Erwärmung von −10°C auf 20°C?

7028
✅ *

Wärme

Was ist Wärme? …

7262
🖩

Stahlschiene

Eine Stahlschiene hat bei einer Temperatur von 0°C eine Länge von 25 m.

Um welchen Betrag nimmt diese Länge zu, wenn die Schiene auf +40°C erwärmt wird? Der Längenausdehnungskoeffizient beträgt `12*10^-6" 1/K"`.

 

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37. Wärme und Temperatur

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