WTP an der TU München

CitySTADT: Augsburg

CountryLAND: Deutschland

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Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

Aufgrund der hohen Beweglichkeit des Elektronengases sind elektrisch leitende Materialien im Allgemeinen auch sehr gute Wärmeleiter.

Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

In kristallinen Festkörpern sind die Atome im Kristallgitter fixiert, die mikroskopische Bewegung der Atome und damit auch der Wärmetransport durch Konduktion sind deshalb vernachlässigbar klein.

Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

Wie der Name schon andeutet, ist der Wärmefluss (Transport von Wärme pro Zeit- und Flächeneinheit) nur bei der Konvektion von Bedeutung.

Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

Bei einer Zentralheizung spielt der konvektive Transportmechanismus eine wichtige Rolle: Wasser wird im Kessel erwärmt, strömt zum Heizkörper und gibt dort seine Wärme wieder ab.

Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

Nochmal die Zentralheizung: Im Kessel bzw. am Heizkörper spielen Wärmeleitung und konvektiver Wärmeübergang eine wichtige Rolle.

Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

Die Transportkoeffizienten sind Proportionalitätsfaktoren, welche eine Ursache (Temperatur-, Geschwindigkeits- oder Potentialgradient) mit der resultierenden Wirkung (Transport von Wärme, Impuls, elektrische Ladung) ins Verhältnis setzen.

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In Gasen ist die mittlere freie Weglänge der Moleküle viel größer als in Flüssigkeiten, weshalb bei Ersteren die Wärmeleitung (Konduktion) die Konvektion immer dominiert.

Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

Man unterscheidet zwischen drei Mechanismen des Wärmetransportes: Wärmestrom, Wärmefluss und Wärmestrahlung

Beispielhafte Karteikarten für WTP an der TU München auf StudySmarter:

Wir betrachten einen umströmten Körper, z.B. eine mittels Ventilator gekühlte CPU eines PCs mit beripptem Kühlkörper. Der Wärmeübergangskoeffizienten α, der nur von den Stoffwerten des Fluids und der Temperaturverteilung abhängt, beschreibt den Transport von Wärme von der CPU an die Kühlluft.

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Die RB der dritten Art geht mit anwachsendem Wärmeübergangskoeffizienten α in die RB der ersten Art über.

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Die RB der dritten Art nähert sich mit anwachsendem Wärmeübergangskoeffizienten dem Grenzfall der Adiabasie, da die Temperaturdifferenz von der Oberfläche des Körpers zum Fluid gegen Null geht und somit keine Wärme mehr übertragen wird.

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Der Wert des dimensionslosen Temperaturgradienten an der Wand ist zum Wärmeübergangskoeffizienten proportional.

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WTP

Aufgrund der hohen Beweglichkeit des Elektronengases sind elektrisch leitende Materialien im Allgemeinen auch sehr gute Wärmeleiter.
Wahr – Die frei beweglichen Elektronen im Leitungsband sind sowohl für die hohe elektrische als auch für die hohe thermische Leitfähigkeit von Metallen oder Halbleitern verantwortlich.

WTP

In kristallinen Festkörpern sind die Atome im Kristallgitter fixiert, die mikroskopische Bewegung der Atome und damit auch der Wärmetransport durch Konduktion sind deshalb vernachlässigbar klein.
Falsch – Gitterschwingungen (‚Phononen‘) transportieren Wärme sehr effektiv in kristallin geordneten Festkörpern, deren thermische Leitfähigkeit ist deshalb vergleichsweise hoch.

WTP

Wie der Name schon andeutet, ist der Wärmefluss (Transport von Wärme pro Zeit- und Flächeneinheit) nur bei der Konvektion von Bedeutung.
Falsch – Ein ‚Fluss‘ (auch ‚Stromdichte‘) charakterisiert die Intensität des Transports einer Erhaltungsgröße — unabhängig vom Mechanismus des Transportes (diffusiv, konvektiv, radiativ).

WTP

Bei einer Zentralheizung spielt der konvektive Transportmechanismus eine wichtige Rolle: Wasser wird im Kessel erwärmt, strömt zum Heizkörper und gibt dort seine Wärme wieder ab.
Wahr – in durchströmten Rohrleitungen dominiert häufig die Konvektion.

WTP

Nochmal die Zentralheizung: Im Kessel bzw. am Heizkörper spielen Wärmeleitung und konvektiver Wärmeübergang eine wichtige Rolle.
Wahr – wobei man allerdings noch ergänzen könnte, dass z.B. im Heizkessel bei der Übertragung der bei der Verbrennung freigesetzten Wärme die Strahlung eine wichtige Rolle spielt.

WTP

Die Transportkoeffizienten sind Proportionalitätsfaktoren, welche eine Ursache (Temperatur-, Geschwindigkeits- oder Potentialgradient) mit der resultierenden Wirkung (Transport von Wärme, Impuls, elektrische Ladung) ins Verhältnis setzen.
Wahr – Die Transportkoeffizienten sind übrigens oft Stoffworte, z.B. Wärmeleitfähigkeit, Viskosität, elektrische Leitfähigkeit, etc.

WTP

In Gasen ist die mittlere freie Weglänge der Moleküle viel größer als in Flüssigkeiten, weshalb bei Ersteren die Wärmeleitung (Konduktion) die Konvektion immer dominiert.
Falsch – selbst bei vergleichsweise geringen Strömungsgeschwindigkeiten deutlich unterhalb der Maxwell’schen Geschwindigkeit der Gasmoleküle dominiert häufig die Konvektion. Man kann sich dies wohl mit dem ungerichteten Charakter der Maxwell’schen Geschwindigkeit erklären….

WTP

Man unterscheidet zwischen drei Mechanismen des Wärmetransportes: Wärmestrom, Wärmefluss und Wärmestrahlung
Falsch – Wärmestrom bzw. Wärmefluss charakterisieren die Intensität des Transportes (Erhaltungsgröße pro Zeit bzw. pro Zeit und Fläche). Die drei Mechanismen sind Konduktion (Wärmeleitung), Konvektion (Mitnahme durch strömendes Fluid) und Radiation (Strahlung).

WTP

Wir betrachten einen umströmten Körper, z.B. eine mittels Ventilator gekühlte CPU eines PCs mit beripptem Kühlkörper. Der Wärmeübergangskoeffizienten α, der nur von den Stoffwerten des Fluids und der Temperaturverteilung abhängt, beschreibt den Transport von Wärme von der CPU an die Kühlluft.
Falsch – es stimmt zwar, dass der Wärmeübergangskoeffizient α den konvektiven Wärmeübergang von der Oberfläche eines Körpers an ein strömendes Fluid beschreibt. Der Wärmeübergangskoeffizient hängt jedoch — wie wir noch sehen werden — ganz entscheidend von der Strömung des Fluids (Geschwindigkeit, Reynoldszahl, usw.) ab.

WTP

Die RB der dritten Art geht mit anwachsendem Wärmeübergangskoeffizienten α in die RB der ersten Art über.
Wahr – bei anwachsendem Wärmeübergangskoeffizienten α wird bei gegebener Wärmestromdichte der Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche eines wärmeleitenden Festkörpers und der Umgebung zwangsläufig immer kleiner (Newtonsches Gesetz für den Wärmeübergang), bis sich schließlich Oberflächen- und Umgebungstemperatur nicht mehr merklich unterscheiden. Dies entspricht aber gerade einer RB der ersten Art (Dirichlet-Randbedingung, wie die Mathematiker sagen würden.)

WTP

Die RB der dritten Art nähert sich mit anwachsendem Wärmeübergangskoeffizienten dem Grenzfall der Adiabasie, da die Temperaturdifferenz von der Oberfläche des Körpers zum Fluid gegen Null geht und somit keine Wärme mehr übertragen wird.
Falsch – die Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Fluid wird in der Tat immer kleiner. Die Wärmestromdichte – das Produkt aus abnehmender Temperaturdifferenz und anwachsendem Wärmeübergangskoeffizient – muss dabei keineswegs abnehmen.

WTP

Der Wert des dimensionslosen Temperaturgradienten an der Wand ist zum Wärmeübergangskoeffizienten proportional.
Wahr – mit der Proportionaliltätskonstanten L/λ, da Nu= αL/λ.
Gradient

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