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Ausbreitung von Wärme

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 Wie breitet sich Wärme aus?
Die Wärmestrahlung ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch
elektromagnetische Wellen übertragen
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Wie breitet sich Wärme aus? Die Wärmestrahlung ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch elektromagnetische Wellen übertragen wird. Im Unterschied zu Wärmeleitung und Wärmeströmung kann sich Wärmestrahlung auch im Vakuum ausbreiten. Wie verhält sich Wärme? Wärme fließt - von selbst - immer von heiß nach kalt. Von einem Körper hoher innerer Energie zu einem Körper mit niedriger Energie. Bei unserem Fall hieße dies: die wärmere Luft, genauer die schnelleren Luftmoleküle, trifft auf die kältere Luft, genauer die langsameren Luftmoleküle. Ausbreitung von Wärme Ein von selbst ablaufender Austausch von Wärme erfolgt stets von einem Objekt höherer Temperatur zu einem Objekt niederer Temperatur, bis beide Objekte die gleiche Temperatur erreicht haben („Wärmegleichgewicht“). Die vom kalten Objekt aufgenommene Wärmemenge Q1 ist hierbei gleich der vom warmen Objekt abgegebenen Wärmemenge Q2. Die Ausbreitung von Wärme kann auf drei Arten geschehen, die im folgenden Abschnitt näher beschrieben werden. Die Wärmeleitung Wird Wärme übertragen, obwohl der Körper selbst in Ruhe bleibt, so spricht man von Wärmeleitung. Dabei geben die schnellen Teilchen, aus denen der Körper besteht, ihre Energie allerdings durch Zusammenstöße an benachbarte, langsamere Teilchen ab. So gelangt Wärme von Orten mit hoher Temperatur zu Orten mit tieferer Temperatur. In Festkörpern breitet sich die Wärme vorwiegend durch Wärmeleitung aus. In Flüssigkeiten und Gasen tritt ebenfalls, jedoch nur in geringem Maße, Wärmeleitung...

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auf. Unterschiedliche Materialien können folglich die Wärme unterschiedlich gut leiten: Alle Metalle sind gute Wärmeleiter. Allgemein haben alle Materialien, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit o aufweisen, auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit .[1] Der Grund hierfür sind freie Elektronen, die sowohl elektrische Ladung als auch Wärme transportieren können.. In der Technik werden Metalle beispielsweise als Kühlkörper an Motoren und Computerchips eingesetzt. In chemischen La- boren werden zur Verwendung von Bunsenbrennern feinmaschige Drahtgitter eingesetzt, um die Flamme nach oben hin zu begrenzen: Das Gitter leitet die Wärme ab, so dass das Gas auf der oberen Seite die Zündtemperatur nicht erreicht. Glas, Porzellan, Plastik, Schaumstoff und Holz sind schlechte Wärmeleiter. Schaumstoff, Styropor u.s.w. wird in Bauwerken als Isolationsmaterial eingesetzt. Holzgriffe dienen an Werkzeugen und Töpfen als Wärmedämmung. Ausbreitung von Wärme Flüssigkeiten sind schlechte, Gase sogar sehr schlechte Wärmeleiter. Dünne Luftschichten bis etwa 3cm dienen beispiels- weise in Luftmatratzen als Isolationsschicht. In dickeren Schichten kann Luft zirkulieren (Wärmeströmung), wodurch die Isolationsfähigkeit erheblich absinkt. Material Silber Kupfer Aluminium Eisen Eis Schaumstoffe, Glas, Porzellan, Beton 1,0 Ziegelstein 0,6 Holz (trocken) Wasser Ethanol Benzin Luft ● W Wärmeleitfähigkeiten verschiedener Materialien X in m-K 407 389 220 74 2,2 ● ● 0, 1 bis 0,2 0,6 0,17 0,12 0,026 • Die hohe Wärmedämm-Fähigkeit von Stroh CX= 0,038), Styropor (A=0,036), Kork Cλ = 0,036), Mineralwolle CA-9035) oder Hohlziegeln beruht ebenfalls auf der schlechten Wärmeleitfähigkeit der eingeschlossenen Luft. Im Vakuum kann überhaupt keine Wärmeleitung stattfinden. Quantitativ lässt sich die Wärmeleitung durch die in einer bestimmten Zeit transportierte Wärme beschreiben. Für den so genannten Wärmestrom Ia gilt also: IQ => 승 AT Die Wärmeströmung Strömende Flüssigkeiten und Gase können Wärme mitführen. Diese Art der Wärmeausbreitung, bei der die am Wärmetransport beteiligten Teilchen ihre Lage ändern, wird Wärmeströmung genannt. Beispiele: • Der Wärmestrom wird in Watt (Joule je Sekunde) gemessen. Der Wärmestrom ist einerseits proportional zum Temperaturunterschied 4T zwischen der heißen und der kalten Seite des Wärmeleiters, andererseits auch proportional zur Wärmeleitfähigkeit > des Wärme leitenden Materials. Zusätzlich ist 12 direkt proportional zur Querschnittsfläche A und indirekt proportional zur Länge beziehungsweise Schichtdicke des Wärmeleiters. Insgesamt gilt also: IQ = 14T • Das Minuszeichen gibt an, dass der Wärmestrom stets in Richtung der kälteren Materialseite stattfindet. Winde und Meeresströmungen transportieren die Wärme vom Äquator in Richtung der Pole. In einem Fön wird durch ein Windrad Luft angesaugt und an elektrisch beheizten Heizdrähten vorbei ge- leitet. So entsteht ein warmer Luftstrom. Mit dem Luftstrom gelangt Wärme an den gewünschten Ort. . Bei einer Warmwasserheizung wird die Wärme durch das Wasser von der Zentralheizung aus in die Heiz- körper transportiert. Eine Vorrichtung zur Strömungserzeugung wie bei einem Fön ist dabei nicht nötig: An der erwärmten Stelle dehnt sich das Wasser aus, seine Dichte nimmt ab. Das erwärmte Wasser steigt deshalb nach oben. Kühleres Wasser strömt von der Seite her nach, so dass sich ein „Kreislauf“ bildet. Jede Flamme ruft in ihrer Umgebung eine Wärmeströmung hervor. Staub oder andere leichte Körper werden entlang dieser Strömung fort getragen. Durch die Wärmeströmung wird auch ständig frische Luft, die zur Verbrennung notwendig ist, zur Flamme transportiert. Wärmeströmungen entstehen, weil sich Flüssigkeiten und Gase beim Erwärmen stark ausdehnen und dadurch ihre Dichte verringern. In Vakuum oder ruhenden Körpern kann keine Wärmeströmung stattfinden.

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Wie breitet sich Wärme aus? Die Wärmestrahlung ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch elektromagnetische Wellen übertragen wird. Im Unterschied zu Wärmeleitung und Wärmeströmung kann sich Wärmestrahlung auch im Vakuum ausbreiten. Wie verhält sich Wärme? Wärme fließt - von selbst - immer von heiß nach kalt. Von einem Körper hoher innerer Energie zu einem Körper mit niedriger Energie. Bei unserem Fall hieße dies: die wärmere Luft, genauer die schnelleren Luftmoleküle, trifft auf die kältere Luft, genauer die langsameren Luftmoleküle. Ausbreitung von Wärme Ein von selbst ablaufender Austausch von Wärme erfolgt stets von einem Objekt höherer Temperatur zu einem Objekt niederer Temperatur, bis beide Objekte die gleiche Temperatur erreicht haben („Wärmegleichgewicht“). Die vom kalten Objekt aufgenommene Wärmemenge Q1 ist hierbei gleich der vom warmen Objekt abgegebenen Wärmemenge Q2. Die Ausbreitung von Wärme kann auf drei Arten geschehen, die im folgenden Abschnitt näher beschrieben werden. Die Wärmeleitung Wird Wärme übertragen, obwohl der Körper selbst in Ruhe bleibt, so spricht man von Wärmeleitung. Dabei geben die schnellen Teilchen, aus denen der Körper besteht, ihre Energie allerdings durch Zusammenstöße an benachbarte, langsamere Teilchen ab. So gelangt Wärme von Orten mit hoher Temperatur zu Orten mit tieferer Temperatur. In Festkörpern breitet sich die Wärme vorwiegend durch Wärmeleitung aus. In Flüssigkeiten und Gasen tritt ebenfalls, jedoch nur in geringem Maße, Wärmeleitung...

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auf. Unterschiedliche Materialien können folglich die Wärme unterschiedlich gut leiten: Alle Metalle sind gute Wärmeleiter. Allgemein haben alle Materialien, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit o aufweisen, auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit .[1] Der Grund hierfür sind freie Elektronen, die sowohl elektrische Ladung als auch Wärme transportieren können.. In der Technik werden Metalle beispielsweise als Kühlkörper an Motoren und Computerchips eingesetzt. In chemischen La- boren werden zur Verwendung von Bunsenbrennern feinmaschige Drahtgitter eingesetzt, um die Flamme nach oben hin zu begrenzen: Das Gitter leitet die Wärme ab, so dass das Gas auf der oberen Seite die Zündtemperatur nicht erreicht. Glas, Porzellan, Plastik, Schaumstoff und Holz sind schlechte Wärmeleiter. Schaumstoff, Styropor u.s.w. wird in Bauwerken als Isolationsmaterial eingesetzt. Holzgriffe dienen an Werkzeugen und Töpfen als Wärmedämmung. Ausbreitung von Wärme Flüssigkeiten sind schlechte, Gase sogar sehr schlechte Wärmeleiter. Dünne Luftschichten bis etwa 3cm dienen beispiels- weise in Luftmatratzen als Isolationsschicht. In dickeren Schichten kann Luft zirkulieren (Wärmeströmung), wodurch die Isolationsfähigkeit erheblich absinkt. Material Silber Kupfer Aluminium Eisen Eis Schaumstoffe, Glas, Porzellan, Beton 1,0 Ziegelstein 0,6 Holz (trocken) Wasser Ethanol Benzin Luft ● W Wärmeleitfähigkeiten verschiedener Materialien X in m-K 407 389 220 74 2,2 ● ● 0, 1 bis 0,2 0,6 0,17 0,12 0,026 • Die hohe Wärmedämm-Fähigkeit von Stroh CX= 0,038), Styropor (A=0,036), Kork Cλ = 0,036), Mineralwolle CA-9035) oder Hohlziegeln beruht ebenfalls auf der schlechten Wärmeleitfähigkeit der eingeschlossenen Luft. Im Vakuum kann überhaupt keine Wärmeleitung stattfinden. Quantitativ lässt sich die Wärmeleitung durch die in einer bestimmten Zeit transportierte Wärme beschreiben. Für den so genannten Wärmestrom Ia gilt also: IQ => 승 AT Die Wärmeströmung Strömende Flüssigkeiten und Gase können Wärme mitführen. Diese Art der Wärmeausbreitung, bei der die am Wärmetransport beteiligten Teilchen ihre Lage ändern, wird Wärmeströmung genannt. Beispiele: • Der Wärmestrom wird in Watt (Joule je Sekunde) gemessen. Der Wärmestrom ist einerseits proportional zum Temperaturunterschied 4T zwischen der heißen und der kalten Seite des Wärmeleiters, andererseits auch proportional zur Wärmeleitfähigkeit > des Wärme leitenden Materials. Zusätzlich ist 12 direkt proportional zur Querschnittsfläche A und indirekt proportional zur Länge beziehungsweise Schichtdicke des Wärmeleiters. Insgesamt gilt also: IQ = 14T • Das Minuszeichen gibt an, dass der Wärmestrom stets in Richtung der kälteren Materialseite stattfindet. Winde und Meeresströmungen transportieren die Wärme vom Äquator in Richtung der Pole. In einem Fön wird durch ein Windrad Luft angesaugt und an elektrisch beheizten Heizdrähten vorbei ge- leitet. So entsteht ein warmer Luftstrom. Mit dem Luftstrom gelangt Wärme an den gewünschten Ort. . Bei einer Warmwasserheizung wird die Wärme durch das Wasser von der Zentralheizung aus in die Heiz- körper transportiert. Eine Vorrichtung zur Strömungserzeugung wie bei einem Fön ist dabei nicht nötig: An der erwärmten Stelle dehnt sich das Wasser aus, seine Dichte nimmt ab. Das erwärmte Wasser steigt deshalb nach oben. Kühleres Wasser strömt von der Seite her nach, so dass sich ein „Kreislauf“ bildet. Jede Flamme ruft in ihrer Umgebung eine Wärmeströmung hervor. Staub oder andere leichte Körper werden entlang dieser Strömung fort getragen. Durch die Wärmeströmung wird auch ständig frische Luft, die zur Verbrennung notwendig ist, zur Flamme transportiert. Wärmeströmungen entstehen, weil sich Flüssigkeiten und Gase beim Erwärmen stark ausdehnen und dadurch ihre Dichte verringern. In Vakuum oder ruhenden Körpern kann keine Wärmeströmung stattfinden.