Wärmeübertragung in der Thermodynamik: Online-Quiz für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welcher Mechanismus überträgt Wärme innerhalb eines Festkörpers?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Answer

Wärmestrahlung

Answer

Diffusion

Question 2

Welcher der folgenden Wärmeübertragungsmechanismen beschreibt die Wärmeübertragung durch ein homogenes, festes Material?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Answer

Wärmestrahlung

Question 3

Welche der folgenden Größen ist nicht Teil des Wärmeleitgesetzes von Fourier?

Accepted Answer

Stromdichte

Answer

Temperaturgradient

Answer

Wärmeleitfähigkeit

Answer

Fläche

Question 4

Welche Art von Konvektion tritt auf, wenn die Strömung ausschließlich durch Temperaturunterschiede innerhalb des Fluids angetrieben wird?

Accepted Answer

Natürliche Konvektion

Answer

Erzwungene Konvektion

Answer

Gemischte Konvektion

Question 5

Welche charakteristische Länge wird für die Berechnung der Nusselt-Zahl in einem Rohr verwendet?

Accepted Answer

Rohrdurchmesser

Answer

Rohrlänge

Answer

Hydraulischer Durchmesser

Question 6

Welche der folgenden Beziehungen beschreibt die dimensionslose Temperatur in der Grenzschichttheorie?

Accepted Answer

θ = (T - T_∞) / (T_w - T_∞)

Answer

Question 7

Welcher Wärmeübertragungsmechanismus ist für die Wärmeabgabe von elektronischen Komponenten am wichtigsten?

Accepted Answer

Beide oben genannten

Answer

Wärmestrahlung

Answer

Konvektion

Question 8

Welche der folgenden Größen ist keine treibende Kraft für Wärmeleitung?

Accepted Answer

Wärmekapazität

Answer

Temperaturgradient

Answer

Wärmeleitfähigkeit

Answer

Querschnittsfläche

Question 9

Konvektion ist ein Wärmeübertragungsmechanismus, der auf beruht:

Accepted Answer

Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen

Answer

Austausch von Wärmestrahlung

Answer

Schwingungen von Molekülen

Answer

Diffusion von Wärmeenergie

Question 10

Der Wärmeübergangskoeffizient ist ein Maß für:

Accepted Answer

Die Fähigkeit einer Oberfläche, Wärme zu übertragen

Answer

Die Temperaturdifferenz zwischen zwei Oberflächen

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials

Answer

Die Geschwindigkeit, mit der Wärme übertragen wird

Question 11

Welche der folgenden Anwendungen nutzt Wärmeleitung zur Wärmeübertragung?

Accepted Answer

Heizkörper

Answer

Kühltürme

Answer

Solarzellen

Answer

Brenner

Question 12

Wie lautet die Einheit des Wärmeübergangskoeffizienten?

Accepted Answer

W/m²K

Answer

J/kgK

Answer

cal/sm² °C

Answer

Btu/h ft² °F

Question 13

Welches Material hat im Allgemeinen die höchste Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Metalle

Answer

Kunststoffe

Answer

Gase

Answer

Keramik

Question 14

Was ist der Zweck von Rippen in Wärmeübertragern?

Accepted Answer

Oberfläche vergrößern

Answer

Konvektionsrate verringern

Answer

Wärmestrahlung verbessern

Answer

Wärmeverluste verhindern

Question 15

Welches Gesetz beschreibt die Wärmeübertragung durch Konvektion?

Accepted Answer

Newtons Abkühlungsgesetz

Answer

Fouriers Gesetz

Answer

Stefans-Boltzmannsches Gesetz

Answer

Ohmsches Gesetz

Question 16

Welcher der folgenden Mechanismen beschreibt die Wärmeübertragung durch Feststoffe, bei der Wärme von Molekül zu Molekül durch direkte Berührung übertragen wird?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Answer

Wärmestrahlung

Question 17

Welche Größe definiert den Wärmeübergangskoeffizienten, der den Wärmefluss pro Flächeneinheit und Temperaturdifferenz angibt?

Accepted Answer

W/(m²·K)

Answer

J/(kg·K)

Answer

Kcal/(h·m²·°C)

Question 18

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Wärmestrahlung, die von einer Oberfläche emittiert wird?

Accepted Answer

Oberflächentemperatur

Answer

Oberflächenbeschaffenheit

Answer

Umgebungstemperatur

Question 19

Welche der folgenden Wärmequellen ist eine natürliche Konvektionsquelle?

Accepted Answer

Sonne

Answer

Heizkörper

Answer

Ventilator

Question 20

Welche der folgenden Oberflächenbeschichtungen erhöht die Wärmestrahlungsemission einer Oberfläche?

Accepted Answer

Schwarze Oberfläche

Answer

Glänzende Oberfläche

Answer

Weiße Oberfläche

Question 21

Welcher der folgenden Mechanismen ist für die Wärmeübertragung durch ein festes Material verantwortlich?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Wärmestrahlung

Question 22

Der Wärmeübergangskoeffizient h ist ein Maß für die:

Accepted Answer

Wärmemenge, die in einer Sekunde durch eine Flächeneinheit übertragen wird.

Answer

Die Temperaturdifferenz zwischen der Oberfläche und der Umgebung.

Question 23

Der Nusselt-Zahl ist ein:

Accepted Answer

Dimensionsloses Maß für die Konvektionswärmeübertragung.

Answer

Ein Maß für die Oberflächenrauhigkeit.

Question 24

Welcher der folgenden Faktoren hat den größten Einfluss auf die Wärmeübertragung durch Konvektion?

Accepted Answer

Strömungsgeschwindigkeit

Answer

Temperaturdifferenz

Question 25

Die Stefan-Boltzmann-Konstante wird verwendet zur Berechnung von:

Accepted Answer

Der Wärmeflussrate einer Oberfläche

Answer

Der Temperatur einer Oberfläche

Question 26

Welcher der folgenden Begriffe beschreibt die Richtung der Wärmeübertragung?

Accepted Answer

Temperaturgradient

Answer

Wärmeflussrate

Question 27

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe?

Accepted Answer

Temperatur

Question 28

Welche Form der Wärmeübertragung ist durch Wärmetransport infolge von Strömungsbewegungen gekennzeichnet?

Accepted Answer

Konvektion

Answer

Wärmeleitung

Answer

Wärmestrahlung

Answer

Kombination von Leitung und Strahlung

Question 29

Was beschreibt der Nusselt-Faktor?

Accepted Answer

Ein dimensionsloses Maß für den Konvektionswärmestrom

Answer

Ein dimensionsloses Maß für Wärmestrahlung

Answer

Ein dimensionsloses Maß für Wärmeleitfähigkeit

Answer

Ein dimensionsbehaftetes Maß für die Temperaturdifferenz

Question 30

Welche Randbedingung ist eine Neumann-Randbedingung?

Accepted Answer

∂T/∂n = konstant

Answer

q = konstant

Answer

T = konstant

Answer

∂²T/∂x² = 0

Question 31

Welches Gesetz beschreibt Wärmestrahlung?

Accepted Answer

Stefan-Boltzmann-Gesetz

Answer

Newtonsches Abkühlungsgesetz

Answer

Ficksches Diffusionsgesetz

Answer

Darcys Gesetz

Question 32

Welches Material hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Glas

Answer

Holz

Answer

Gummi

Question 33

Welche Aussage beschreibt den Mechanismus der Wärmeleitung korrekt?

Accepted Answer

Wärmeleitung ist der Energietransport durch Materie aufgrund eines Temperaturunterschieds.

Answer

Wärmeleitung tritt nur in Festkörpern auf.

Answer

Das Fourier-Gesetz beschreibt die Wärmeübertragung durch Konvektion.

Answer

Der Wärmeübergangskoeffizient misst die Wärmeübertragungsrate durch Wärmestrahlung.

Question 34

Welcher Mechanismus ist für die Wärmeübertragung innerhalb eines Festkörpers am wichtigsten?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Answer

Wärmestrahlung

Answer

Diffusion

Question 35

Welche der folgenden Aussagen zur Wärmeleitung ist korrekt?

Accepted Answer

Wärmeleitung erfolgt durch die Übertragung von Energie von höher erhitzten zu kälter erhitzten Bereichen innerhalb eines Materials.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist unabhängig von seiner Temperatur.

Answer

Wärmeleitung erfolgt nur in Gasen.

Question 36

Welcher der folgenden Mechanismen der Wärmeübertragung ist für die Wärmeabgabe eines Autokühlers an die Umgebungsluft verantwortlich?

Accepted Answer

Konvektion

Answer

Wärmestrahlung

Answer

Wärmeleitung

Question 37

Welche der folgenden Oberflächen hat den höchsten Emissionsgrad für Wärmestrahlung?

Accepted Answer

Schwarzer Körper

Answer

Glas

Answer

Weißes Papier

Answer

Polierte Metalloberfläche

Question 38

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verwendet?

Accepted Answer

W/(m·K)

Answer

J/(m³·K)

Answer

J/(kg·K)

Question 39

Welches der folgenden Materialien ist aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit ein geeigneter Wärmeisolator?

Accepted Answer

Polystyrol

Answer

Kupfer

Answer

Aluminium

Answer

Stahl

Question 40

Welche der folgenden Aussagen zur Konvektion ist korrekt?

Accepted Answer

Konvektion erfolgt durch die Bewegung von erwärmten Flüssigkeiten oder Gasen.

Answer

Die Konvektion wird durch die Dichte des Fluids nicht beeinflusst.

Answer

Die Konvektionswärmeübertragung ist proportional zur Temperaturdifferenz.

Answer

Konvektion findet in allen Materialien statt.

Question 41

Welcher der folgenden Begriffe beschreibt die pro Zeiteinheit durch eine Fläche übertragene Wärmemenge?

Accepted Answer

Wärmeflussdichte

Answer

Konvektionskoeffizient

Answer

Wärmeleitfähigkeit

Answer

Emissionsgrad

Question 42

Welcher Faktor beeinflusst den Wärmeübergangskoeffizienten bei Konvektion am stärksten?

Accepted Answer

Geschwindigkeit des Fluids

Answer

Temperaturunterschied

Answer

Größe der Oberfläche

Answer

Wärmeleitfähigkeit des Fluids

Question 43

Welche Aussage über Wärmeleitung ist korrekt?

Accepted Answer

Wärme fließt durch Leitung von höheren zu niedrigeren Temperaturen.

Answer

Wärmeleitung erfordert ein Fluid.

Answer

Wärme fließt durch Leitung von niedrigeren zu höheren Temperaturen.

Question 44

Welche Größe stellt die Stefan-Boltzmann-Konstante dar?

Accepted Answer

5,67 x 10^-8 W/(m²·K⁴)

Answer

8,314 J/(mol·K)

Answer

1,38 x 10^-23 J/K

Answer

1,6 x 10^-19 C

Question 45

Welche Aussage über Wärmeaustauscher ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Wärmeaustauscher können ausschließlich zum Kühlen verwendet werden.

Answer

Wärmeaustauscher übertragen Wärme zwischen zwei Fluiden.

Answer

Die Effizienz von Wärmeaustauschern wird durch den Gesamtwärmedurchgangskoeffizienten bestimmt.

Question 46

Welche geometrische Anordnung ist bei der Wärmeleitung durch ein Rohr am relevantesten?

Accepted Answer

Zylindrische Koordinaten

Answer

Sphärische Koordinaten

Answer

Rechteckige Koordinaten

Answer

Polarkoordinaten

Question 47

Welche Annahme wird bei der Analyse der Wärmestrahlung von einer schwarzen Oberfläche getroffen?

Accepted Answer

Die Oberfläche emittiert Strahlung in allen Wellenlängen und Richtungen.

Answer

Die Oberfläche emittiert nur im sichtbaren Bereich Strahlung.

Answer

Die Oberfläche absorbiert keine einfallende Strahlung.

Question 48

Welche Maßnahme verbessert den Wärmeübergang in einem Wärmeaustauscher?

Accepted Answer

Oberfläche vergrößern

Answer

Strömungsgeschwindigkeit verringern

Answer

Temperaturdifferenz der Fluide verringern

Answer

Wärmekapazität der Fluide verringern

Question 49

In welcher Anwendung wird Wärmeleitung genutzt?

Accepted Answer

Kochtopf

Answer

Heizung

Answer

Solarzelle

Answer

Wärmeaustauscher

Question 50

Welches Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen der Wärmestrahlungsintensität einer Oberfläche und ihrer absoluten Temperatur?

Accepted Answer

Stefan-Boltzmann-Gesetz

Answer

Lambertsches Kosinusgesetz

Answer

Kirchhoffsches Strahlungsgesetz

Answer

Wiensches Verschiebungsgesetz

Question 51

Welche Aussage über Wärmestrahlung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie kann sich im Vakuum ausbreiten.

Answer

Sie wird durch transparente Materialien reflektiert.

Answer

Sie ist immer sichtbar.

Answer

Sie benötigt ein Medium zur Ausbreitung.

Question 52

Welcher Mechanismus ist für den Wärmetransport innerhalb eines Festkörpers verantwortlich?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Answer

Diffusion

Answer

Wärmestrahlung

Question 53

Nenne eine praktische Anwendung, die auf dem Prinzip der Konvektionswärmeübertragung beruht.

Accepted Answer

Heizung eines Raumes mithilfe eines Heizkörpers

Answer

Transistor

Answer

Photovoltaik

Answer

Laser

Question 54

Welche Aussage über die Wärmeleitung ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Sie kann nur in gasförmigen Medien stattfinden.

Answer

Sie erfordert ein Temperaturgefälle.

Answer

Sie erfolgt durch Diffusion von Wärmeenergie.

Answer

Sie ist ein mikroskopischer Prozess.

Question 55

Welche der folgenden Aussagen über Konvektion ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist ein Wärmeübertragungsmechanismus, der durch die Bewegung von Fluiden erfolgt.

Answer

Sie ist unabhängig von der Schwerkraft.

Answer

Sie findet nur in Gasen statt.

Question 56

Ein schwarzer Körper mit einer Temperatur von 500 K emittiert Wärmestrahlung mit einer Wellenlänge von:

Accepted Answer

5,89 µm

Answer

1,47 µm

Answer

2,94 µm

Answer

0,73 µm

Question 57

Welche der folgenden Größen beeinflusst den Wärmeübergangskoeffizienten bei freier Konvektion am stärksten?

Accepted Answer

Temperaturdifferenz

Answer

Oberflächenrauhigkeit

Answer

Geometrie der Oberfläche

Answer

Geschwindigkeit des Fluids

Question 58

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Wärmestrahlung und Wärmeleitung?

Accepted Answer

Wärmestrahlung erfolgt durch elektromagnetische Wellen, während Wärmeleitung durch den Kontakt zwischen Molekülen erfolgt.

Answer

Wärmestrahlung kann nur in einem Vakuum übertragen werden.

Answer

Wärmeleitung erfolgt immer schneller als Wärmestrahlung.

Question 59

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Intensität der Wärmestrahlung eines Körpers?

Accepted Answer

Größe des Körpers

Answer

Wellenlänge der emittierten Strahlung

Answer

Emissionsgrad des Körpers

Answer

Oberflächenbeschaffenheit des Körpers

Question 60

Ein Plattenwärmetauscher besteht aus zwei parallelen Platten, die durch ein dünnes Rohr getrennt sind. Ein Fluid fließt durch die eine Platte, während ein anderes Fluid durch die andere Platte fließt. Welche Wärmeübertragungsmechanismen treten in einem Plattenwärmetauscher auf?

Accepted Answer

Konvektion und Wärmeleitung

Answer

Wärmestrahlung

Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Question 61

Welcher Wärmeübertragungsmechanismus beruht auf der direkten Übertragung von thermischer Energie zwischen benachbarten Molekülen ohne Stofftransport?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Diffusion

Answer

Konvektion

Answer

Wärmestrahlung

Question 62

In welcher Einheit wird der Wärmeübergangskoeffizient h typischerweise ausgedrückt?

Accepted Answer

W/(m²K)

Answer

kcal/(h m²)

Answer

kJ/(kg K)

Answer

J/(sK)

Question 63

Welches Gesetz beschreibt die Gesamtwärmestrahlung eines schwarzen Körpers?

Accepted Answer

Stefan-Boltzmann-Gesetz

Answer

Kirchhoffsches Gesetz

Answer

Wiensches Verschiebungsgesetz

Answer

Plancksches Strahlungsgesetz

Question 64

Welche Art von Wärmeübertragung kann in einem Vakuum stattfinden, in dem kein Stoff vorhanden ist?

Accepted Answer

Wärmestrahlung

Answer

Konvektion

Answer

Diffusion

Answer

Wärmeleitung