Wärme ist ein Maß für Energie, die nötig ist die Temperatur eines Körpers zu ändern.

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Achim Krämer
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1 Wärme

2 Wärme ist ein Maß für Energie, die nötig ist die Temperatur eines Körpers zu ändern. Die Wärme gibt an, wie viel thermische Energie von einem Körper auf einen anderen Körper übertragen wird. Formelzeichen: Q Einheit: 1 J (Joule) früher Kalorien. 1cal = 4,19 J 1kcal = 4,19kJ

3 Wärmeübertragung Wärmeübertragung zwischen zwei Körpern oder einem Körper und seiner Umgebung erfolgt immer dann, wenn zwischen diesen Körpern oder einem Körper und seiner Umgebung eine Temperaturdifferenz besteht. Wärme kann auf 3 Arten übertragen werden: 1) Wärmeströmung (Konvektion) proudění 2) Wärmestrahlung záření 3) Wärmeleitung vedení

4 Wärmeströmung (Konvektion) * Flüssigkeiten, Gase Durch Erwärmung ändert sich die Dichte der Flüssigkeit (Gas). Warme Flüssigkeiten (Gase) sich leichter und steigen daher auf. Die Wärme strömt nach oben und sammelt sich am oberen Rand des Behälters. Zentralheizung Heißwasserspeicher

Wärmeströmung (Konvektion) Beispiele für Wärmeströmungen in

Schornsteinen, - Aufwinde (Thermik), die beim Segelfliegen

Warmwasserheizungen, - die Wasserkühlung bei

5 Wärmeströmung (Konvektion) Beispiele für Wärmeströmungen in Natur und Technik sind: - der Abzug von Rauchgasen in Schornsteinen, - Aufwinde (Thermik), die beim Segelfliegen (kluzáky) und von Vögeln genutzt werden, - Warmwasserheizungen, - die Wasserkühlung bei Kraftfahrzeugen, - die Luftkühlung bei Computern und anderen technischen Geräten. - Föhnwinde, Golfstrom

6 Wärmeströmung (Konvektion) Wie viel Wärme durch Wärmeströmung übertragen wird, ist abhängig von: - dem Stoff, der die Wärme transportiert, - der durchströmten Fläche, - der Temperaturdifferenz, - der Strömungsgeschwindigkeit, - der Zeit.

7 Wärmestrahlung Wärmestrahlung ist eine Form des Energietransportes, der nicht an ein Material gebunden ist. Daher können die Sonnenstrahlen durch den luftleeren Raum im Weltall zur Erde gelangen.

9 Die Eigenschaften von Wärmestrahlung sind für ihre Nutzung von Bedeutung. Trifft Wärmestrahlung auf einen Körper, so wird sie teilweise reflektiert, teilweise vom Körper aufgenommen (absorbiert) und geht teilweise durch den Körper hindurch. Wie viel Wärmestrahlung reflektiert, absorbiert oder hindurchgelassen wird, ist abhängig - vom Stoff, aus dem der Körper besteht, - von der Schichtdicke des Körpers und - von der Oberflächenbeschaffenheit des Körpers.

10 Wärmeleitung Die Wärmeleitung ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch Körper hindurch von Bereichen höherer Temperatur zu Bereichen niedrigerer Temperatur übertragen wird.

der Querschnittsfläche des Körpers S, * von der

11 Die durch einen Körper übertragene Wärme Q hängt ab: * vom Stoff, aus dem der Körper besteht (Wärmeleitfähigkeit ), * von der Querschnittsfläche des Körpers S, * von der Temperaturdifferenz, * von der Länge des Körpers l, * von der Zeit t. Q=λ S. t.δ τ l

13 Bsp A. Vypočítejte teplo, které projde za 10 sekund izolovanou měděnou tyčí o obsahu průřezu 10cm 2 a délce 50 cm, je-li rozdíl teplot na koncích tyče 15 C. Součinitel tepelné vodivosti mědi je 380 W.m -1.K -1. Bsp B. Betonovým panelem projde plochou 20cmx50cm za minutu teplo o velikosti 7,8 kj. Tloušťka panelu je 15 cm, vnitřní povrch má teplotu 18 C, vnější povrch má teplotu -12 C. Jaký je součinitel tepelné vodivosti betonového panelu? Bsp C. Za jak dlouho dosáhnout tepelné ztráty ocelové trubky dlouhé 8 m hodnoty nejméně 1TJ, je-li vnitřní průměr trubky 0,25 m, vnější průměr 0,5 m, tepelná vodivost oceli 45,3 W/ (m.k), teplota vnitřní stěny 50 C, teplota vnější stěny -10 C! Q=λ S. t.δ τ l

14 Bsp 1. Die 12m 2 große fensterlose Außenwand eines Zimmers besteht aus 25 cm dickem Ziegelmauerwerk (0,8W/mK). An der Außenoberfläche wird im Winter eine Temperatur von -10 C, an der Innenoberfläche eine Temperatur von +15 C gemessen. Wieviel Energie fliesst in 24 Stunden hindurch? Bsp 2. Ein massiver Kupferstab (393 W/(mK)) von 1.8 cm 2 Querschnitt wird am oberen Ende geheizt und auf der konstanten Temperatur 600 K gehalten. Das untere Ende taucht in schmelzendes Eis. Die freie Stablänge zwischen Heizung und Eis beträgt 10 cm. Wieviel Energie fliesst in dieser Anordung in 15 Minuten durch den Stab hindurch? Q=λ S. t.δ τ l

Die Konvektion (Wärmeströmung): Hier wird die Wärme durch die Bewegung von Materie (Gas oder Flüssigkeit) transportiert.

15 Drei Mechanismen des Wärmetransportes Die Wärmeleitung: Hier wird die Wärme durch Stöße zwischen verschiedenen Teilchen übertragen. Die Teilchen selbst verbleiben jedoch an ihrer Stelle. Die Konvektion (Wärmeströmung): Hier wird die Wärme durch die Bewegung von Materie (Gas oder Flüssigkeit) transportiert. Die Wärme wandert mit der Materie. Die Wärmestrahlung (Temperaturstrahlung): Hier wird die Wärme durch Strahlung wie bspw. Licht oder Infrarotstrahlung übertragen. Dies ist auch über große Entfernungen und durch ein Vakuum wie das Weltall möglich.

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