Wärmelehre

Wärmetransport

Wärmemitführung

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Wärmemitführung

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Bei der Wärmemitführung (Wärmeströmung, Konvektion) bewegt sich die Wärme mit den einzelnen Teilchen, aus denen der Körper besteht, durch den Körper hindurch - es findet also auch ein Materietransport statt
  • Wärmemitführung tritt in der Regel nur in Flüssigkeiten und Gasen auf.
Wärmemitführung (Wärmeströmung, Konvektion) in einer Flüssigkeit oder einem Gas

Funktionsprinzip

Bei der Wärmemitführung (Wärmeströmung, Konvektion) wandert die Energie von einem Ort höherer Temperatur mit der erwärmten Materie zu einem Ort niedrigerer Temperatur. Der Energietransport ist also - im Gegensatz zur Wärmeleitung und Wärmestrahlung - mit einem Transport von Materie verbunden.
Wärmemitführung tritt daher in der Regel nur in Flüssigkeiten oder Gasen auf, da die Teilchen hier räumlich beweglich sind.

Die folgende Animation zeigt das Funktionsprinzip am Beispiel der Erwärmung eines Wasserbades. Dazu sind nur einige ausgewählte Teilchen dargestellt.

Zustandekommen der Bewegung

Die Bewegung der Materie kann bei der Wärmemitführung durch die Dichteänderungen der erwärmten Materie zustande kommen. Wie in der Animation steigt z.B. wärmeres Wasser (durch die Auftriebskraft) nach oben. Ist die Wärmemitführung auf Dichteänderungen zurückzuführen, spricht man von freier Konvektion. Die Wärmemitführung kann aber auch von außen z.B. durch einen Ventilator bei Gasen oder durch Umrühren bei Flüssigkeiten aufgezwungen sein bzw. verstärkt werden (erzwungene Konvektion).

Verständnisaufgabe

Markiere die zutreffenden Aussagen über den Wärmetransport durch Wärmemitführung.

Lösungsvorschläge
Lösung

Wärmemitführung wird auch als Wärmeströmung oder Konvektion bezeichnet, weil hierbei ein Materietransport stattfinden. Die Wärmeenergie wird mit den Teilchen transportiert. Weiter kannst du zwischen freier Konvektion die bspw. aufgrund von Dichteänderungen zustande kommt und erzwungener Konvektion unterscheiden. Also sind die Antworten 1,4 und 5 korrekt.

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