TH1 — Thermoelement

Betreuer: Kluge (vormittags)
Damit niemand abgucken kann, gibt es zwei verschiedene Antestate…

1. 1. 1. Was ist ein Thermoelement?
      2. Ursache der Thermospannung? (Warum haben Kontaktstellen kaum Einfluss darauf?)
   2. 1. ???
      2. Was ist differentielle Thermoanalyse? Welche Vorteile hat sie gegenüber der direkten Temperaturmessung?
   3. Wie kalibriert man ein Thermoelement?
2. 1. 1. Was ist ein Thermoelement?
      2. Durch Integration der Boltzmann-Transportgleichung (gegeben, s.u.) über einen gegebenen Schaltkreis (=Stromquelle + Leiter; der Leiter ist zur Hälfte heiß (Stoff a) und zur anderen Hälfte kalt (Stoff b)) eine Formel für die Thermospannung herleiten.
         • Boltzmann-Gleichung: E= j/a + 1/e·du/dz + S dT/dz mit j Stromdichte (=0 gegeben), a Leitfähigkeit, e Elementarladung, u chemisches Potential, z Weg, S Seebeckkoeffizient (stoffabhängig), T Temperatur, E elektrisches Feld
         • (Tipp: U = ∫E·dz benutzen)
   2. Formel für exponentielles Abkühlungsgesetz eines Metalls. Was ändert sich bei Verunreinigungen im Metall? (mit Begründung)
   3. Def. Wärmekapazität

Betreuer: Marta (vormittags)
Damit niemand abgucken kann, gibt es zwei verschiedene Antestate…

1. ???
2. 1. Welches ist das Newtonsche Abkühlungsgesetz? (1 Punkt)
      1. T(t)=T(t0)·e^{−K÷C·(t-t0)}
      2. T(t)=T(t0)·e^{K÷C·(t−t0)}
      3. T(t)−T_u=T(t0)·e^{K÷C·(t−t0)}
      4. T(t)−T_u=(T(t0)−T_u)·e^{−K÷C·(t−t0)}
   2. Der Peltier-Effekt (richtig oder falsch?): (2 Punkte)
      1. ist der umgekehrte Seebeck-Effekt
      2. kann für Abkühlung ausgenutzt werden
      3. löst eine Temperaturdifferenz zwischen den zwei Kontaktstellen aus, wenn ein Strom in einem Stromkreis (der von zwei unterschiedlichen Metallen gebildet wird) fließt
      4. hängt nicht von der Metallkombination ab
   3. Welche Arten von Wärmetransport tragen zur Abkühlung bei? (1 Punkt)
      1. Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung
      2. Konvektion und Wärmestrahlung
      3. nur Konvektion
      4. nur Wärmeleitung
   4. Wie sieht der Temperaturverlauf bei Abkühlung eines reinen Elements aus (grafisch)? Skizziere den Fall mit Phasenübergang und den Fall ohne Phasenübergang. (2 Punkte)
   5. Leite das Newtonsche Abkühlungsgesetz für T(t0)>T_u aus dem vereinfachten Wärmeübertragungsgesetz I_w=K·(T−T_u) (I_w Leistung, K Abkühlungskoeffizient, T_u Umgebungstemperatur) und der Wärmekapazität C=m·c her. (2 Punkte)

Hinweise

Auf Arbeitsplatz 2 kann man nicht drucken (klang so, als ob das schon länger so sei). Da die Computer nicht die neuesten sind, kann man die Daten auch nicht per USB-Stick auf einen anderen Rechner übertragen (höchstens vllt per Diskette). Wer dort arbeitet, sollte (laut Betreuer) die Kurven des Messprogramms skizzieren; das sollte man sofort machen, da man die Daten zwar speichert, sie in diesem Messprogramm aber nicht mehr (als Kurven) aufrufen konnte.

Nicht gemeinfreie Teile dieses Werks bzw. Inhalts sind lizensiert unter der Creative Commons Namensnennung-Nicht-kommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland License.
Parts of this work or content not in public domain are licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Germany License.