Wärmelehre in Physik Klasse 12: Interaktive Quizfragen und Übungen

Question 1

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe, die nicht vom betrachteten System abhängt?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Volumen

Answer

Druck

Question 2

Welches der folgenden Materialien hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eignet sich daher als Wärmeisolator?

Accepted Answer

Holz

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Answer

Wasser

Question 3

Welche der folgenden Wärmeübertragungsarten basiert auf der Bewegung von Materieteilchen?

Accepted Answer

Konvektion

Answer

Strahlung

Answer

Leitung

Answer

Sublimation

Question 4

Die Stefan-Boltzmann-Konstante beschreibt die:

Accepted Answer

Wärmeenergie, die ein schwarzer Körper pro Flächeneinheit und Zeit abstrahlt

Answer

Wärmeenergie, die ein schwarzer Körper pro Volumen und Zeit aufnimmt

Answer

elektromagnetische Strahlung, die ein schwarzer Körper pro Masseneinheit emittiert

Answer

thermische Energie, die ein schwarzer Körper pro Flächeneinheit speichert

Question 5

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Wärmeübertragung durch Leitung?

Accepted Answer

Q = k·A·Δt·L

Answer

Q = m·c·Δt

Answer

Q = σ·ε·A·T⁴

Answer

Q = h·A·Δt

Question 6

Welche der folgenden Anwendungen nutzt die Wärmeleitung?

Accepted Answer

Wärmetauscher

Answer

Solarzellen

Answer

Laser

Answer

Mikrowellenherde

Question 7

Welche der folgenden Aussagen über Temperatur ist richtig?

Accepted Answer

Temperatur ist eine skalare Größe, die den Wärmegrad eines Systems angibt.

Answer

Temperatur ist eine vektorielle Größe.

Question 8

Die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes gibt an,

Accepted Answer

wie viel Wärme benötigt wird, um 1 kg des Stoffes um 1 K zu erwärmen.

Answer

die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 g des Stoffes um 1 °C zu erwärmen.

Question 9

Welche der folgenden Wärmeübertragungsarten erfordert ein Medium?

Accepted Answer

Wärmeströmung

Question 10

Die Wärmemenge Q, die benötigt wird, um einen Körper der Masse m und der spezifischen Wärmekapazität c von der Temperatur T1 auf T2 zu erwärmen, beträgt:

Accepted Answer

Q = mc(T2 - T1)

Answer

mc(T1 - T2)

Question 11

Die Heizleistung P, die benötigt wird, um einen Körper der Masse m und der spezifischen Wärmekapazität c in der Zeit Δt um ΔT zu erwärmen, beträgt:

Accepted Answer

P = mcΔT/Δt

Answer

mcΔt/ΔT

Question 12

Ein grauer Körper ist ein Körper, der:

Accepted Answer

einen Teil der einfallenden Strahlung absorbiert und einen Teil reflektiert.

Answer

keine Strahlung emittiert

Question 13

Die spezifische Wärmekapazität eines Materials gibt an, wie viel Wärme benötigt wird, um:

Accepted Answer

die Temperatur des Materials um 1 °C zu erhöhen.

Answer

die Masse des Materials um 1 kg zu erhöhen.

Answer

das Material zu schmelzen.

Answer

das Material zu verdampfen.

Question 14

Was beschreibt die Wärmeleitfähigkeit eines Materials?

Accepted Answer

Die Fähigkeit des Materials, Wärme zu transportieren.

Answer

Die Fähigkeit des Materials, Wärme zu speichern.

Answer

Die Fähigkeit des Materials, Wärme aufzunehmen.

Answer

Die Fähigkeit des Materials, Wärme abzugeben.

Question 15

Welches der folgenden Materialien weist die höchste Wärmeleitfähigkeit auf?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Luft

Answer

Holz

Answer

Styropor

Question 16

Welche der folgenden Aussagen über Wärmeleitung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie tritt in allen Substanzen auf.

Answer

Sie tritt nur in Feststoffen auf.

Answer

Sie tritt nur in Flüssigkeiten auf.

Answer

Sie tritt in einem Vakuum auf.

Question 17

Was ist eine adiabatische Zustandsänderung?

Accepted Answer

Eine Zustandsänderung, bei der kein Wärmeaustausch stattfindet.

Answer

Eine Zustandsänderung, bei der Wärme aufgenommen wird.

Answer

Eine Zustandsänderung, bei der Wärme abgegeben wird.

Answer

Eine Zustandsänderung, bei der die Temperatur konstant bleibt.

Question 18

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Energie eines geschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt zu.

Answer

Die Wärmekapazität eines Systems ist konstant.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit eines Systems ist konstant.

Question 19

Warum besitzt Wasser eine höhere Wärmekapazität als Aluminium?

Accepted Answer

Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist höher als die von Aluminium.

Answer

Die Dichte von Wasser ist höher als die von Aluminium.

Answer

Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist höher als die von Aluminium.

Answer

Die Wärmekapazitäten von Wasser und Aluminium sind gleich.

Question 20

Welches der folgenden Materialien hat die beste Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Metall

Answer

Holz

Answer

Luft

Answer

Kunststoff

Question 21

Welche der folgenden Maßnahmen erhöht die Wärmeleitung eines Gebäudes?

Accepted Answer

Verwendung von Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit

Answer

Verwendung von dickeren Wänden

Answer

Isolierung der Wände

Answer

Erhöhung der Raumtemperatur

Question 22

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt:

Accepted Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt immer zu

Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden

Answer

Die innere Energie eines Systems ist gleich der Summe seiner Wärmekapazitäten

Answer

Die Temperatur eines Gases ist proportional zu seiner mittleren kinetischen Energie

Question 23

Welche der folgenden Aussagen über spezifische Wärme ist falsch?

Accepted Answer

Sie ist eine extensive Größe

Answer

Sie ist eine intensive Größe

Answer

Sie ist temperaturabhängig

Answer

Sie ist stoffabhängig

Question 24

Was bewirkt eine Erhöhung der Temperatur eines Gases?

Accepted Answer

Zunahme der durchschnittlichen kinetischen Energie der Moleküle.

Answer

Abnahme des Volumens des Gases.

Answer

Abnahme des Drucks des Gases.

Answer

Umwandlung des Gases in einen flüssigen Zustand.

Question 25

Welcher der folgenden Stoffe hat die höchste Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Luft

Answer

Eisen

Answer

Holz

Question 26

Was ist der Unterschied zwischen Wärme und Temperatur?

Accepted Answer

Wärme ist eine Energiemenge, Temperatur ist eine Zustandsgröße.

Answer

Wärme ist eine Zustandsgröße, Temperatur ist eine Energiemenge.

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe.

Answer

Wärme ist eine Eigenschaft eines Stoffes, Temperatur eine Eigenschaft einer Umgebung.

Question 27

Welche Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Wärme und Temperaturänderung?

Accepted Answer

Q = m · c · ΔT

Answer

Q = V · r · ΔT

Answer

Q = p · V · ΔT

Answer

Q = m · g · ΔT

Question 28

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die innere Energie eines Systems steigt bei Wärmeaufnahme.

Answer

Die Temperatur eines Systems sinkt bei Wärmeabgabe.

Question 29

Welche Anwendung nutzt das Prinzip der Wärmeleitung?

Accepted Answer

Heizkörper

Answer

Kühlschrank

Answer

Elektroherd

Answer

Dampfmaschine

Question 30

Welche Größe ist keine intensive Größe?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Massedichte

Question 31

Welche Methode eignet sich zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität eines Festkörpers?

Accepted Answer

Kalorimetrie

Answer

Wärmeleitfähigkeitsmessung

Answer

Temperaturmessung

Answer

Massenspektrometrie

Question 32

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass ...

Accepted Answer

... die Änderung der inneren Energie eines Systems gleich der Summe der zugeführten Wärme und Arbeit ist

Answer

... die Energie eines abgeschlossenen Systems konstant ist

Answer

... die Entropie eines Systems immer zunimmt

Answer

... die Temperatur eines Systems nie unter den absoluten Nullpunkt sinken kann

Question 33

Welcher Vorgang ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Elektrolyse

Answer

Photosynthese

Answer

Kondensation

Question 34

Ein Carnot-Prozess besteht aus ...

Accepted Answer

Zwei isothermen und zwei adiabatischen Prozessen

Answer

Zwei isochoren und zwei isobaren Prozessen

Answer

Zwei isobaren und zwei isothermen Prozessen

Answer

Zwei adiabatischen und zwei isochoren Prozessen

Question 35

Welche der folgenden Größen beschreibt einen Zustand unabhängig von seiner Menge?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Volumen

Answer

Energie

Question 36

Welche Wärmeübertragungsart erfolgt ohne Stofftransport?

Accepted Answer

Strahlung

Answer

Konvektion

Answer

Konduktion

Answer

Diffusion

Question 37

Eine Wärmepumpe beheizt ein Haus, indem sie Wärme aus der Umgebungsluft gewinnt. Was passiert dabei?

Accepted Answer

Die Wärmepumpe entzieht der Umgebungsluft Wärme.

Answer

Die Wärmepumpe gibt der Umgebungsluft Wärme ab.

Answer

Die Wärmepumpe wandelt die Umgebungsluft in Wärme um.

Answer

Die Wärmepumpe erzeugt Wärme aus dem Nichts.

Question 38

Welche Maßnahme verringert die Wärmeübertragung durch Konvektion effektiv?

Accepted Answer

Verwendung von Vakuumisolierung

Answer

Vergrößerung der Oberfläche

Answer

Erhöhung der Temperaturdifferenz

Answer

Einsatz von Reflektoren

Question 39

Welche Temperatur hat ein Körper mit der Kelvin-Temperatur 300 K in Grad Celsius?

Accepted Answer

27 °C

Answer

0 °C

Answer

327 °C

Answer

603 °C

Question 40

Was gibt die Wärmekapazität eines Körpers an?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um seine Temperatur um 1 Kelvin zu erhöhen

Answer

Die Wärmemenge, die er zur Erhöhung seiner Temperatur um 1 Kelvin abgibt

Answer

Die Wärmemenge, die er bei einer Temperaturänderung von 1 Kelvin aufnimmt

Answer

Die Wärmemenge, die er bei einer Temperaturänderung von 1 Kelvin abgibt

Question 41

Welche der folgenden Maßnahmen kann die Wärmeleitung durch ein Material verringern?

Accepted Answer

Verwendung eines Materials mit niedrigerer Wärmeleitfähigkeit

Answer

Verwendung eines dünneren Materials

Answer

Verwendung eines Materials mit höherer Wärmeleitfähigkeit

Answer

Verwendung eines Materials mit höherer spezifischen Wärmekapazität

Question 42

Welche der folgenden Aussagen zur Wärmeübertragung ist korrekt?

Accepted Answer

Wärmeübertragung kann auch durch Strahlung und Konvektion erfolgen.

Answer

Wärmeübertragung kann nur durch Konduktion erfolgen.

Answer

Wärmeübertragung ist immer mit einer Temperaturänderung verbunden.

Answer

Wärmeübertragung kann nur in Flüssigkeiten und Gasen auftreten.

Question 43

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe, die sich nicht mit der Menge des Stoffes ändert?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Wärmekapazität

Answer

Energie

Answer

Volumen

Question 44

Welcher der folgenden Stoffe hat die höchste Wärmekapazität pro Masseneinheit?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Eisen

Answer

Aluminium

Answer

Luft

Question 45

Wie lautet das Gesetz von Fourier, das den Wärmestrom через einen Leiter beschreibt?

Accepted Answer

Der Wärmestrom ist proportional zur Temperaturdifferenz und zur Querschnittsfläche.

Answer

Der Wärmestrom ist proportional zur Wärmekapazität und zur Länge des Leiters.

Answer

Der Wärmestrom ist proportional zur Temperaturdifferenz und zur Länge des Leiters.

Answer

Der Wärmestrom ist proportional zur Wärmekapazität und zur Querschnittsfläche.

Question 46

Ein Metallstab mit der Länge L hat an seinen Enden eine Temperaturdifferenz von ΔT. Welcher Ausdruck gibt den Wärmestrom durch den Stab an?

Accepted Answer

Q = k * A * ΔT / L

Answer

Q = k * A * L / ΔT

Answer

Q = ΔT * A * L / k

Answer

Q = L * A * ΔT / k

Question 47

Welche der folgenden Aussagen zur Wärmeübertragung ist richtig?

Accepted Answer

Wärme kann durch Leitung, Konvektion und Strahlung übertragen werden.

Answer

Wärme kann nur durch Wärmeleitung übertragen werden.

Answer

Wärme kann nur durch Konvektion übertragen werden.

Answer

Wärme kann nur durch Leitung und Konvektion übertragen werden.

Question 48

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe, d. h. sie ist unabhängig von der Menge der Substanz?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Wärmemenge

Answer

Volumen

Answer

Wärmekapazität

Question 49

Welches Material leitet Wärme am besten?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Eisen

Answer

Holz

Answer

Luft

Question 50

Worin besteht der Unterschied zwischen Wärmeleitung und Konvektion?

Accepted Answer

Wärmeleitung findet durch direkten Kontakt statt, während Konvektion durch die Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen erfolgt.

Answer

Wärmeleitung findet durch Strahlung statt, während Konvektion durch direkten Kontakt erfolgt.

Answer

Wärmeleitung findet durch die Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen statt, während Konvektion durch Strahlung erfolgt.

Answer

Es gibt keinen Unterschied zwischen Wärmeleitung und Konvektion.

Question 51

Was ist die Maßeinheit für Wärmemenge?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt

Answer

Newton

Question 52

Was ist der Hauptzweck eines Kühlkörpers?

Accepted Answer

Wärme abzuleiten

Answer

Wärme zu speichern

Answer

Temperatur zu messen

Answer

Strom zu erzeugen

Question 53

Welche der folgenden Aussagen zum Carnot-Prozess ist richtig?

Accepted Answer

Er ist ein reversibler Prozess.

Answer

Er ist ein isothermer Prozess.

Answer

Er ist ein adiabatischer Prozess.

Answer

Er ist ein isobarer Prozess.

Question 54

Welches Gerät wandelt Wärmeenergie in mechanische Energie um?

Accepted Answer

Wärmekraftmaschine

Answer

Elektromotor

Answer

Transformator

Answer

Generator

Question 55

Welche der folgenden Größen beschreibt den Zustand einer Substanz unabhängig von ihrer Menge?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Wärmemenge

Answer

Spezifische Wärmekapazität

Answer

Wärmestrom

Question 56

Eine Kupferplatte mit der Masse 500 g und der spezifischen Wärmekapazität 0,385 J/(g K) soll von Raumtemperatur auf 100 °C erwärmt werden. Welche Wärmemenge muss der Platte zugeführt werden?

Accepted Answer

19,25 kJ

Answer

192,5 kJ

Answer

38,5 kJ

Answer

9,625 kJ

Question 57

Welcher Stoff leitet Wärme am besten?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Holz

Answer

Wasser

Answer

Luft

Question 58

Welche der folgenden Aussagen zur Wärmeleitung ist korrekt?

Accepted Answer

Wärmeleitung beruht auf der Bewegung von Teilchen innerhalb eines Materials.

Answer

Die Wärmeleitung findet nicht in Materie statt.

Answer

Wärmeleitung ist ein Oberflächenphänomen.

Answer

Der Temperaturgradient hat keinen Einfluss auf die Wärmeleitung.

Question 59

Welche Einheit ist die SI-Basiseinheit für Wärme?

Accepted Answer

Joule

Answer

British Thermal Unit

Answer

Kalorie

Answer

Kilowattstunde

Question 60

Welche der folgenden Maßnahmen kann dazu beitragen, den Wärmeverlust bei Gebäuden zu reduzieren?

Accepted Answer

Anbringen einer Isolierung

Answer

Erhöhen der Raumtemperatur

Answer

Installation einer Klimaanlage

Answer

Häufiges Öffnen von Fenstern

Question 61

Welches der folgenden Geräte nutzt Wärmeleitung als Wärmeübertragungsmechanismus?

Accepted Answer

Kochtopf

Answer

Wärmepumpe

Answer

Haartrockner

Answer

Ventilator

Question 62

Welcher der folgenden Begriffe beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu speichern?

Accepted Answer

Wärmekapazität

Answer

Wärmeleitfähigkeit

Answer

Temperatur

Answer

Spezifische Wärme

Question 63

Welcher der folgenden Stoffe hat die höchste Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Holz

Answer

Wasser

Answer

Luft

Question 64

Welcher der folgenden Prozesse ist ein Beispiel für Konvektion?

Accepted Answer

Das Aufsteigen von heißer Luft in einem Topf

Answer

Das Abkühlen eines Raumes durch ein offenes Fenster

Answer

Das Erhitzen eines Metallstabes durch Wärmeleitung

Answer

Das Schmelzen von Eis in einem Glas