21 Rechenbeispiele zum Kapitel

1246
🖩

Berechnen Sie die Leistung, die ein Heizkörper von 1 m² Oberfläche bei einer Temperatur von 100°C an ein Zimmer von 20°C durch Strahlung höchstens abgibt!

1252
🖩

Im Explosionskern einer Wasserstoffbombe werden Temperaturen um `5*10^7" K"` erreicht. Es entsteht ein enorm intensiver Strahlungsblitz.

Welche Strahlungsleistung hat eine Kugel mit `r = 1 " m"` bei dieser Temperatur?

Wie groß ist die Leistungsdichte der Strahlung `S` in W/m² in 5 km Entfernung? Vergleichen Sie den erhaltenen Wert mit der Solarkonstanten! (`5,67*10^{–8}" W/m²K⁴"`)

1253
🖩

Ein als Schwarzer Körper zu betrachtender Schmelzofen hat die Innentemperatur 1300°C. Er besitzt eine 20 cm x 25 cm große Öffnung. Die Außentemperatur beträgt 25°C.
Welche Wärmemenge strahlt der Ofen pro Stunde ab?

1257
🖩

Welche Temperatur hat die aus 10 m Chromnickeldraht von 1 mm Dicke gedrehte Wendel eines elektrischen Strahlofens, der eine Leistung von 1 kW aufnimmt, bei einer Raumtemperatur von 18°C? (ε = 0,6)

1259
🖩

Welche Leistung gibt ein Heizkörper von 1 m² Fläche bei einer Temperatur von 80°C an ein Zimmer von 20°C durch Strahlung höchstens ab?

1260
🖩

Der Metallfaden (Durchmesser 0,02 mm, Länge 10 cm) einer Glühlampe wird vom elektrischen Strom auf 3000 K erhitzt. Wie groß ist die abgestrahlte Leistung? (Annahme: Schwarzer Körper)

1261
🖩

Der Glühfaden einer 150-W-Halogenlampe strahlt wie eine Rechteckfläche von 2 · (5,8 · 2,9 mm²). Berechnen Sie die Temperatur des Glühfadens unter der Annahme, dass er ein Schwarzer Strahler ist und Energie nur durch Strahlung abgibt.

1709
🖩

Ein als schwarzer Körper zu betrachtender Schmelzofen hat die Innentemperatur 1300°C. Er besitzt eine 20 cm x 25 cm große Öffnung. Die Außentemperatur beträgt 25°C.

Bei welcher Wellenlänge strahlt der Ofen am meisten Energie ab?

1710
🖩

Ein als schwarzer Körper zu betrachtender Schmelzofen hat die Innentemperatur 1300°C. Er besitzt eine 20 cm x 25 cm große Öffnung. Die Außentemperatur beträgt 25°C.
Welche Energie transportiert ein Strahlungsquant mit der Wellenlänge bei der maximalen Ausstrahlung aus dem Ofen?

1711
🖩

Wie groß ist die Energie eines Strahlungsquants der Wellenlänge 550 nm (grünes Licht) in eV?

1712
🖩

Wie groß ist die Energie eines Strahlungsquants der Wellenlänge 2 nm (Röntgenstrahlung) in eV?

1713
🖩

Wie groß ist die Energie eines Lichtquants der Wellenlänge 500 nm?

1714
🖩

Die Ausstrahlung der Sonne besitzt ein Maximum bei der Wellenlänge 500 nm. Wie hoch ist ihre Oberflächentemperatur?

1715
🖩

Ein Heizkörper hat bei einer strahlenden Oberfläche von 1,5 m² eine Temperatur von 80°C. Welche Heizleistung gibt er durch Strahlung an die Umgebung (20°C) ab?

1716
🖩

Die Sonne besitzt eine Leuchtkraft von 3,8·1026 W. Wie groß ist die Temperatur ihrer Oberfläche (unter der Voraussetzung einer schwarzen Strahlung)?

1717
🖩

Der Wolframdraht in einer Glühlampe hat einen Durchmesser von 0,2 mm und eine Länge von 100 mm (gewendelt). Er soll auf etwa 2800 K erhitzt werden. Welche Leistung muss der Glühlampe zugeführt werden?

4074
🖩

500 Bienen schließen sich für 20 min kugelförmig (`r = 2" cm"`) um eine Hornisse zusammen. Wie viel Energie muss jede Biene zusätzlich aufbringen, um eine Temperaturerhöhung von 35 °C auf 48 °C aufrecht zu erhalten? Der Emissionsgrad kann mit etwa 0,8 angenommen werden.

4426
🖩

Wie groß sind die Energien von Strahlungsquanten der Wellenlänge 550 nm (grünes Licht) bzw. 2 nm (Röntgenstrahlung) in eV?

4427
🖩

In welchem Wellenlängenbereich liegen die Maxima für die Umgebungstemperatur von −25 °C bis 40 °C?

4730
🖩

Berechnen Sie aus der Temperatur der Sonnenoberfläche (5 790 K) die Wellenlänge des Strahlungsmaximums (Wien’sches Verschiebungsgesetz)!

6428
🖩

Ein Lichtquant hat eine Energie von 1 eV. Berechnen Sie seine Frequenz und Wellenlänge im Vakuum!

 

NaWi@HTL 3 bis 4

73. Wärmestrahlung

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