Wärmetransportphänomene - Lehrstuhl für Thermodynamik - TUM

14 KAPITEL 2. GRUNDBEGRIFFE DER WÄRMELEITUNG
e✷Xerzitien
Richtig ✷X oder falsch ?
✷ aufgrund der hohen Beweglichkeit des Elektronengases sind elektrisch leitende Materialien
im Allgemeinen auch sehr gute Wärmeleiter.
✷ in kristallinen Festkörpern sind die Atome im Kristallgitter fixiert, die mikroskopische
Bewegung der Atome und damit auch die Konduktion ist deshalb vernachlässigbar klein.
✷ wir betrachten einen umströmten Körper, z.B. eine durch einen Ventilator gekühlte
CPU. Der Wärmeübergangskoeffizient α beschreibt den Transport von Wärme von der
CPU an die Kühlluft. Er hängt nur von den Stoffwerten des Fluids und der Temperaturverteilung
ab.
✷ wenn man die Wärmebilanz eines Einfamilienhauses aufstellt, so ist der Kühlschrank in
der Küche insgesamt als eine Wärmesenke (= negative Wärmequelle) zu betrachten.
✷ die Wärmequellendichte, wie sie in der Fourierschen Differenzialgleichung auftritt, ergibt,
wenn multipliziert mit dem Volumen eines betrachteten Volumenelementes, den
Enthalpiestrom, der in diesem Volumenelement durch interne Prozesse freigesetzt wird.
Was ändert sich für die Wärmeleitung, wenn einerseits ein homogen-isotroper Festkörper
(z.B. Glas), andererseits ein homogen-anisotroper Festkörper (z.B. Kristall) betrachtet wird?
Markieren Sie korrekte Aussagen!
✷ Im Gegensatz zum homogen-isotropen Festkörper hängt die Wärmeleitfähigkeit im
homogen-anisotropen Festkörper von der Ortskoordinate ab.
✷ Im homogen-anisotropen Festkörper muss der Wärmeleitfähigkeit ein vektorieller Wert
zugewiesen werden.
✷ Im homogen-anisotropen Festkörper ist die Wärmeleitfähigkeit richtungsabhängig.
✷ Nichts. In beiden Fällen ist das Fouriersche Gesetz in genau gleicher Form anzuwenden.
Zu den Randbedingungen (RB)
✷ die RB 3. Art geht mit anwachsendem Wärmeübergangskoeffizienten α in die RB 1. Art
über.
✷ die RB 3. 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 über die Grenzfläche übergeht.
✷ der Wärmeübergangskoeffizient, der ja kein Stoffwert und somit auch keine Konstante
ist, wird sich bei der RB 2. Art so einstellen, dass der übertragene Wärmestrom gleich
der vorgegebenen Leistung ist.