Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität: Online-Quiz für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welche Einheit ist die SI-Einheit für die Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

W/(m·K)

Answer

cal/(cm·s·°C)

Answer

J/(m·s·°C)

Answer

Btu/(ft·h·°F)

Question 2

Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität eines Materials?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von einem Kilogramm des Materials um ein Kelvin zu erhöhen

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um ein Kilogramm des Materials von 20 °C auf 100 °C zu erhitzen

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um einen Kubikmeter des Materials um ein Kelvin zu erhöhen

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von einem Quadratmeter des Materials um ein Kelvin zu erhöhen

Question 3

Welche Aussage über die Wärmeleitfähigkeit ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu übertragen

Answer

Sie ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu speichern

Answer

Sie ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu reflektieren

Answer

Sie ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu absorbieren

Question 4

In welcher Anwendung wird die hohe Wärmeleitfähigkeit von Metallen genutzt?

Accepted Answer

Wärmetauscher

Answer

Isolierungen

Answer

Sonnenkollektoren

Answer

Wärmespeicher

Question 5

Welche Einheit ist die SI-Einheit für die spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

J/(kg·K)

Answer

cal/(g·°C)

Answer

Btu/(lb·°F)

Answer

kJ/(kg·°C)

Question 6

Welche Werkstoffgruppe weist eine steigende Wärmeleitfähigkeit bei höheren Temperaturen auf?

Accepted Answer

Metalle

Answer

Keramiken

Answer

Kunststoffe

Question 7

Erläutere die Kalorimetermethode zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität eines Metalls. Nenne außerdem mögliche Fehlerquellen, die bei dieser Methode auftreten können.

Accepted Answer

Erwärme das Metall in einem Wasserbad und miss die Temperaturänderung. Berechne die spezifische Wärmekapazität aus der zugeführten Wärmemenge.

Answer

Bestimme die Wärmeleitfähigkeit des Metalls mit einem Wärmeleitfähigkeitsmessgerät.

Answer

Ermittle die spezifische Wärmekapazität aus der Dichte und dem Elastizitätsmodul des Metalls.

Question 8

Wie verändert sich die spezifische Wärmekapazität eines Feststoffs in der Regel mit steigender Temperatur? Erläutere den zugrunde liegenden physikalischen Grund.

Accepted Answer

Sie steigt an, da die Atome stärker schwingen und mehr Energie benötigen.

Answer

Sie sinkt ab, da die Atome weniger dicht gepackt sind und weniger Energie benötigen.

Answer

Sie bleibt konstant, da sie eine materialspezifische Eigenschaft ist.

Question 9

Welche Einheit wird zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verwendet?

Accepted Answer

W/(m K)

Answer

J/(kg K)

Answer

kcal/(m h °C)

Answer

W/(K cm)

Question 10

Welche Aussage zur Wärmeleitfähigkeit verschiedener Werkstoffe ist richtig?

Accepted Answer

Metalle haben in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Kunststoffe.

Answer

Kunststoffe haben in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Metalle.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit ist unabhängig vom Werkstoff.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur ab.

Question 11

Was ist die spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von einem Kilogramm eines Stoffes um ein Kelvin zu erhöhen.

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von einem Einheitsvolumen eines Stoffes um ein Kelvin zu erhöhen.

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von einem bestimmten Volumen eines Stoffes um ein Kelvin zu erhöhen.

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur eines Stoffes um ein Grad Celsius zu erhöhen.

Question 12

Welche Aussage zur spezifischen Wärmekapazität verschiedener Werkstoffe ist richtig?

Accepted Answer

Wasser hat eine höhere spezifische Wärmekapazität als Stahl.

Answer

Stahl hat eine höhere spezifische Wärmekapazität als Wasser.

Answer

Die spezifische Wärmekapazität ist unabhängig vom Werkstoff.

Answer

Die spezifische Wärmekapazität nimmt mit steigender Temperatur zu.

Question 13

Welche Bedeutung hat die spezifische Wärmekapazität für die Wärmespeicherung?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Wärmemenge, die ein Material speichern kann.

Answer

Sie bestimmt die Temperatur, bei der ein Material Wärme speichert.

Answer

Sie bestimmt die Zeit, die ein Material benötigt, um Wärme zu speichern.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf die Wärmespeicherung.

Question 14

Welcher Werkstoff eignet sich aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit gut für die Herstellung von Wärmeübertragern?

Accepted Answer

Stahl

Answer

Kunststoff

Answer

Holz

Answer

Keramik

Question 15

Welcher Werkstoff eignet sich aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität gut für die Wärmespeicherung?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Stahl

Answer

Kunststoff

Answer

Holz

Question 16

Welche Einheit beschreibt die Wärmeleitfähigkeit am besten?

Accepted Answer

W/(m*K)

Answer

J/(kg*K)

Answer

m2/s

Answer

N/m2

Question 17

Welche Werkstoffklasse weist in der Regel die höchste Wärmeleitfähigkeit auf?

Accepted Answer

Metalle

Answer

Keramik

Answer

Kunststoffe

Answer

Gase

Question 18

Ein Material mit einer hohen spezifischen Wärmekapazität...

Accepted Answer

... speichert mehr Wärme für eine gegebene Temperaturänderung.

Answer

... leitet Wärme schneller.

Answer

... dehnt sich bei Erwärmung stärker aus.

Answer

... hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit.

Question 19

Ein Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit wird typischerweise verwendet für:

Accepted Answer

Wärmeisolierung

Answer

Heizkörper

Answer

Schweißelektroden

Answer

Turbinenschaufeln

Question 20

Welche Methode wird verwendet, um die spezifische Wärmekapazität eines Materials zu messen?

Accepted Answer

Kalorimetrie

Answer

Thermische Analyse

Answer

Zugversuch

Answer

Härteprüfung

Question 21

Welche der folgenden Aussagen zur Wärmeleitfähigkeit λ ist korrekt?

Accepted Answer

λ beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu leiten.

Accepted Answer

λ ist eine temperaturabhängige Größe.

Answer

λ hat die Einheit J/(kg*K).

Answer

λ ist eine materialspezifische Größe, die von der Temperatur unabhängig ist.

Question 22

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verwendet?

Accepted Answer

W/(m·K)

Answer

K/W

Answer

J/(m³)

Answer

J/(kg·K)

Question 23

Welcher Werkstoff hat typischerweise die höchste Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Holz

Answer

Kunststoff

Answer

Eisen

Question 24

Was ist der Zweck der spezifischen Wärmekapazität?

Accepted Answer

Berechnung der Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 kg eines Materials um 1 K zu erwärmen

Answer

Messung des Wärmeflusses durch ein Material

Answer

Berechnung der Wärmeübertragungsrate

Question 25

Eine gegebene Menge eines Materials hat eine höhere spezifische Wärmekapazität als eine andere gegebene Menge eines anderen Materials. Was bedeutet das?

Accepted Answer

Das erste Material benötigt mehr Wärme, um seine Temperatur zu erhöhen

Answer

Das erste Material gibt mehr Wärme ab, wenn seine Temperatur sinkt

Answer

Das erste Material leitet Wärme schneller

Question 26

Ein langer Metallstab hat an einem Ende eine höhere Temperatur als am anderen. Welcher Mechanismus des Wärmetransports transportiert Wärme entlang des Stabes?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Answer

Strahlung

Answer

Verdampfung

Question 27

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die hohe spezifische Wärmekapazität von Wasser?

Accepted Answer

Kühlung von Kraftwerken

Answer

Isolierung von Gebäuden

Answer

Wärmeübertragung in Wärmetauschern

Answer

Energiequelle in Brennstoffzellen

Question 28

Welche Eigenschaft ist typisch für einen Isolator?

Accepted Answer

Geringe Wärmeleitfähigkeit

Answer

Große Dichte

Answer

Hohe spezifische Wärmekapazität

Answer

Geringer Schmelzpunkt

Question 29

Welche Aussage beschreibt die Wärmeleitfähigkeit präzise?

Accepted Answer

Die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu leiten.

Answer

Die Eigenschaft eines Materials, Hitze zu erzeugen.

Answer

Das Vermögen eines Materials, Wärme zu speichern.

Question 30

Welche Einheit misst die spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

J/(kg·K)

Answer

W/m·K

Answer

cal/(g·°C)

Answer

K·J/s

Question 31

Welche Aussage trifft zutreffend auf die Wärmeleitfähigkeit von Metallen zu?

Accepted Answer

Sie ist generell höher als die von Nichtmetallen.

Answer

Sie ist generell niedriger als die von Nichtmetallen.

Answer

Sie ist unabhängig von der Materialart.

Question 32

Wie beeinflusst die spezifische Wärmekapazität die Wärmespeicherung eines Materials?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Wärmemenge, die notwendig ist, um die Temperatur des Materials zu erhöhen.

Answer

Sie bestimmt die Schmelztemperatur des Materials.

Answer

Sie beeinflusst die Wärmeübertragungsrate des Materials.

Question 33

Welches Material weist die höchste Wärmeleitfähigkeit auf?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Luft

Answer

Gummi

Answer

Holz

Question 34

Welche Bedeutung hat die Wärmeleitfähigkeit für den Wärmetransport?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Wärmemenge, die durch ein Material fließen kann.

Answer

Sie beeinflusst die Wärmespeicherung des Materials.

Answer

Sie bestimmt die Temperatur des Materials.

Question 35

Welcher Faktor beeinflusst die spezifische Wärmekapazität eines Materials?

Accepted Answer

Atommasse und chemische Struktur

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Question 36

Welche Bedeutung hat die spezifische Wärmekapazität bei der Materialauswahl für thermische Anwendungen?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Wärmemenge, die ein Material aufnehmen und speichern kann.

Answer

Sie beeinflusst die Festigkeit des Materials.

Answer

Sie bestimmt die elektrische Leitfähigkeit des Materials.

Question 37

Welche Anwendung macht sich die hohe Wärmeleitfähigkeit von Metallen zunutze?

Accepted Answer

Wärmetauscher

Answer

Elektrische Isolierung

Answer

Medizinische Implantate

Answer

Schalldämmung

Question 38

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verwendet?

Accepted Answer

W/(m·K)

Answer

m·K/(W)

Answer

J/(m·K)

Answer

J/(kg·K)

Question 39

Welche Aussage über die spezifische Wärmekapazität ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist materialspezifisch und gibt die Wärmeenergiemenge an, die benötigt wird, um die Temperatur einer Stoffmasse von 1 kg um 1 Kelvin zu erhöhen.

Answer

Sie ist von der Temperatur abhängig und nimmt mit steigender Temperatur zu.

Question 40

Welche der folgenden Aussagen über den Zusammenhang zwischen Wärmeleitfähigkeit und Wärmeübertragung ist zutreffend?

Accepted Answer

Eine hohe Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine schnellere Wärmeübertragung.

Answer

Eine niedrige Wärmeleitfähigkeit führt zu einer höheren Wärmespeicherung.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit ist unabhängig von der Wärmeübertragung.

Question 41

Welches der folgenden Materialien hat die höchste spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Luft

Answer

Aluminium

Answer

Stahl

Question 42

Welche Aussage über die Wärmespeicherung eines Materials ist korrekt?

Accepted Answer

Ein Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität kann mehr Wärme speichern als ein Material mit niedriger spezifischer Wärmekapazität.

Answer

Die Wärmespeicherung ist unabhängig von der Masse des Materials.

Question 43

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die Wärmeleitfähigkeit eines Materials?

Accepted Answer

Kühlkörper

Answer

Solarzellen

Answer

Isolationsmaterialien

Question 44

Welche der folgenden Aussagen über die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist im Vergleich zu anderen Molekülen ihrer Größe ungewöhnlich hoch.

Answer

Sie ist identisch mit der spezifischen Wärmekapazität von Eis.

Answer

Sie nimmt mit steigender Temperatur ab.

Question 45

Welche Annahme wird bei der Messung der spezifischen Wärmekapazität eines Feststoffs mit der Mischungsmethode getroffen?

Accepted Answer

Das Mischungsgefäß hat eine vernachlässigbare Wärmekapazität.

Answer

Es besteht kein Wärmeverlust an die Umgebung.

Answer

Der Feststoff und die Flüssigkeit haben die gleiche spezifische Wärmekapazität.

Question 46

Welche der folgenden Größen hat die Dimension einer Energie pro Fläche und Zeit?

Accepted Answer

Wärmestromdichte

Answer

Temperaturgradient

Answer

Wärmeleitfähigkeit

Answer

Spezifische Wärmekapazität

Question 47

Welche SI-Einheit wird zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verwendet?

Accepted Answer

W/(m·K)

Answer

kcal/(h·m²·°C)

Answer

J/(kg·K)

Answer

J/(cm·°C)

Question 48

Welche Art von Wärmeübertragung findet statt, wenn Wärme durch direkte Berührung von Molekülen übertragen wird?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Sublimation

Answer

Konvektion

Answer

Strahlung

Question 49

Ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit eignet sich am besten für Anwendungen, die:

Accepted Answer

Wärme schnell ableiten

Answer

Wärme reflektieren

Answer

Wärme isolieren

Answer

Wärme speichern

Question 50

Welche SI-Einheit wird zur Messung der spezifischen Wärmekapazität verwendet?

Accepted Answer

J/(kg·K)

Answer

W/(m·K)

Answer

kcal/(kg·°C)

Answer

kJ/(kg·K)

Question 51

Ein Material mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit eignet sich am besten für:

Accepted Answer

Wärmeisolierung

Answer

Wärmespeicherung

Answer

Wärmeübertragung

Question 52

Welche der folgenden Anwendungen profitiert von Materialien mit einer hohen spezifischen Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wärmespeicherung

Answer

Wärmeisolierung

Answer

Wärmereflexion

Answer

Wärmeübertragung

Question 53

Welche Einheit wird zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verwendet?

Accepted Answer

W/(m·K)

Answer

J/K

Answer

W·m²/(K)

Answer

J/(g·K)

Question 54

Welches Material weist die höchste Wärmeleitfähigkeit auf?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Aluminium

Answer

Kunststoff

Answer

Eisen

Question 55

Wie beeinflusst die Wärmeleitfähigkeit eines Materials die Wärmeübertragung?

Accepted Answer

Eine hohe Wärmeleitfähigkeit ermöglicht eine schnellere Wärmeübertragung.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit hat keinen Einfluss auf die Wärmeübertragung.

Answer

Eine hohe Wärmeleitfähigkeit verlangsamt die Wärmeübertragung.

Question 56

Welche Einheit wird zur Messung der spezifischen Wärmekapazität verwendet?

Accepted Answer

J/(kg·K)

Answer

W/(m·K)

Answer

J/K

Answer

W·m²/(K)

Question 57

Welches Material hat die höchste spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Question 58

Wie beeinflusst die spezifische Wärmekapazität eines Materials die Wärmespeicherung?

Accepted Answer

Eine hohe spezifische Wärmekapazität ermöglicht eine höhere Wärmespeicherung.

Answer

Eine hohe spezifische Wärmekapazität erschwert die Wärmespeicherung.

Answer

Die spezifische Wärmekapazität hat keinen Einfluss auf die Wärmespeicherung.

Question 59

Welche Kombination von Wärmeleitfähigkeit und spezifischer Wärmekapazität ist für eine effiziente Wärmeableitung erwünscht?

Accepted Answer

Hohe Wärmeleitfähigkeit und niedrige spezifische Wärmekapazität

Answer

Niedrige Wärmeleitfähigkeit und hohe spezifische Wärmekapazität

Answer

Hohe Wärmeleitfähigkeit und hohe spezifische Wärmekapazität

Question 60

Welche Eigenschaft von Materialien beeinflusst sowohl die Wärmeleitfähigkeit als auch die spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Atomstruktur

Answer

Farbe

Answer

Oberflächenbeschaffenheit

Answer

Dichte

Question 61

Welches der folgenden Materialien weist die höchste Wärmeleitfähigkeit auf?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Styropor

Answer

Holz

Answer

Glas

Question 62

Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 kg des Stoffes um 1 Kelvin zu erwärmen.

Answer

Die Temperatur, bei der ein Stoff seinen Aggregatzustand ändert.

Answer

Die Fähigkeit eines Stoffes, Wärme zu leiten.

Answer

Die Wärmemenge, die 1 kg des Stoffes bei der Abkühlung freisetzt.

Question 63

Ein 10 kg schwerer Heizkörper aus Stahl (spezifische Wärmekapazität: 450 J/(kg·K)) wird von 20 °C auf 80 °C erwärmt. Berechnen Sie die benötigte Wärmeenergie.

Accepted Answer

270.000 J

Answer

4.500 J

Answer

9.000 J

Answer

54.000 J

Question 64

Welche Aussage zur Wärmeleitfähigkeit ist FALSCH?

Accepted Answer

Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist unabhängig von seiner Temperatur.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl von Materialien für Kühlkörper.

Answer

Metalle weisen im Allgemeinen eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als Nichtmetalle.

Answer

Eine höhere Wärmeleitfähigkeit führt zu einem schnelleren Wärmetransport.