Block 1

Question 1

was ist eine Substanz?

Answer 1

eine wohldefinierte, reine Form der Materie.

Question 2

wie ist eine Stoffmenge n definiert? Was ist der Zusammenhang mit die Avogadro-Konstante?

Answer 2

Die Stoffmenge n einer Probe wird in der Einheit (mol) angegeben. 1 mol enthält Na=6,022x10^23 Teilchen. Na ist die Avogadro-Konstante.

Question 3

Was ist eine extensive Größe? Geben Sie zwei Beispiele an.

Answer 3

eine Größe, die von der Stoffmenge der Probe abhängt. z.B. Masse, Volumen…

Question 4

Was ist eine intensive Größe? Geben Sie zwei Beispiele an.

Answer 4

eine Größe, die von der Stoffmenge der Probe unabhängig ist. z.B. Temperatur, Druck…

Question 5

Was ist eine molare Größe Xm? Ist diese Größe extensiv oder intensiv?

Answer 5

der Wert einer extensiven Größe X dividiert durch die Stoffmenge n. Die sind intensiv.

Question 6

Was ist eine spezifische Größe Xs? Ist diese Größe extensiv oder intensiv?

Answer 6

der Wert einer extensiven Größe X dividiert durch die Masse m der Substanz. Die sind intensiv.

Question 7

Was ist die molare Konzentration (Molarität) eines gelösten Stoffes in einer Lösung? Einheit. ist die temperaturabhängig?

Answer 7

es ist die Stoffmenge des gelösten Stoffes dividiert durch das Volumen der Lösung. (mol/L). ja, da termische Ausdehnung

Question 8

Was ist die Molalität? Einheit, ist die temperaturabhängig?

Answer 8

bezieht sich auf die Stoffmenge des gelösten Stoffes dividiert durch die Masse des Lösungsmittels, (mol/kg), nein

Question 9

Was ist der Molenbruch xj? Welche Werte nimmt es an?

Answer 9

der Bruchteil von J an der Gesamtstoffmenge: xj = nj/n; variiert zwischen 0 und 1.

Question 10

Wie ist das Universum per Thermodynamik unterteilt?

Answer 10

in zwei Bereiche: das System und seine Umgebung

Question 11

Wie sind das System und seine Umgebung definiert?

Answer 11

Das System ist der Teil der Welt, für den wir uns interessieren. In der Umgebung führen wir unsere Messungen durch.

Question 12

Wie sind die drei Systemtypen definiert?

Answer 12

1) offenes System: Tauschen von Materie und Energie mit Umgebung, verfügt über keine Wände zur Abgrenzung mit Umgebung. z.B. Kaffeetasse
2) geschlossenes System: Tauschen von Energie, aber kein Materie mit Umgebung. z.B geschlossenen Kaffeetasse.
3) isoliertes/abgeschlossenes System: Tauschen von keine Energie oder Materie mit Umgebung. z.B. Thermoflasche.

Question 13

Was sind diathermische Wände?

Answer 13

Durch diathermische (geschlossene) Wände kann Energie in Form von Wärme die Systemgrenze passieren, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen System und Umgebung vorliegt.

Question 14

Was sind adiabatische Wände?

Answer 14

Durch adiabatische (isolierte) Wände kann kein Energiefluss in Form von Wärme durch die Grenze passieren, auch wenn eine Temperaturdifferenz vorliegt.

Question 15

Was ist ein homogenes System?

Answer 15

die makroskopischen Größen sind in allen Teilen des Systems identisch.

Question 16

Was ist ein heterogenes System?

Answer 16

die makroskopischen Größen springen an den Phasengrenzen.

Question 17

Was ist eine Phase?

Answer 17

homogener Teil eines (möglicherweise) heterogenen Systems.

Question 18

Was sind die drei Gleichgewichtsbedingungen?

Answer 18

1) die makroskopischen Größen ändern sich nicht ohne äußeren Einfluss.
2) das System kehrt nach einer vorübergehenden Störung in den Gleichgewichtszustand zurück.
3) im Allgemeinen existiert nur ein einziger echter Gleichgewichtszustand.

Question 19

Wie unterschieden sich die Gleichgewichte in der Mechanik bzw. Thermodynamik?

Answer 19

in der Mechanik: stabil (zwei GGW), instabil (labil) und metastabil.
in der Thermodynamik: stabil und metastabil

Question 20

Was kennzeichnet das Konzept der Temperatur?

Answer 20

• die Temperatur ist eine thermodynamische Größe und in der Mechanik unbekannt.
• gründet sich auf die Beobachtung, dass eine Änderung des physikalischen Zustandes (z.B. eine Volumenänderung) auftreten kann, wenn zwei Objekte miteinander in Kontakt kommen. (z.B. ein rotglühendes Metall in Wasser geworfen wird)
• die Objekte haben sich nicht im thermischen GGW befunden, wenn eine Änderung irgendeines physikalischen Zustandes des Systems vorliegt.

Question 21

Was ist der nullte Hauptsatz der Thermodynamik?

Answer 21

Stehen zwei Systeme in einem Wärmeaustausch, streben sie ein thermodynamischen Gleichgewichtszustand an. Wird eines der Systeme mit einem Dritten gekoppelt, stehen alle drei Systeme miteinander im Gleichgewicht.

Question 22

Richtig oder Falsch? Energie fließt in Form von Wärme von einem Bereich niedriger Temperatur zu einem Bereich höherer Temperatur.

Answer 22

falsch (The atoms in the hot bodies have higher kinetic energy than those of the cold bodies. Thus to maintain thermal equilibrium, the atoms of higher kinetic energy tries to move and collide with the atoms of low kinetic energy. Thus heat transfers from a hot body to a cold body.)

Question 23

Was ist der thermodynamische Temperaturskala?

Answer 23

Absolute Temperatur, auch thermodynamische Temperatur, ist eine Temperaturskala, die sich auf den physikalisch begründeten absoluten Nullpunkt bezieht. 0K (-273,15 grad C)

Question 24

Was ist Arbeit?

Answer 24

Verrichten von Arbeit bedeutet, dass ein Objekt entgegen einer Kraft bewegt wird.

Question 25

Was ist Energie?

Answer 25

Die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.

Question 26

Was ist Wärmeaustausch?

Answer 26

Änderung der Energie eines Systems infolge einer Temperaturdifferenz zwischen System und Umgebung.

Question 27

Unterscheiden Sie zwischen exotherme und endotherme Prozesse.

Answer 27

exotherm: setzt Energie in Form von Wärme frei,
endotherm: nimmt Energie auf.

Question 28

Interpretieren Sie Wärme und Arbeit auf Teilchenebene.

Answer 28

Wärme ist der Transfer von Energie, der auf chaotischer molekularer Bewegung (thermische Bewegung0 beruht.
Arbeit ist der Transfer von Energie, der geordnete Bewegung nutzt.

Question 29

Wie sind alle intensiven Größen einer Phase einer reinen Substanz bekannt?

Answer 29

wenn nur zwei intensive Größen bekannt sind.

Question 30

Was sind die 2 Bedingungen ein ideales Gas, und wie kann ein reales Gas die Bedingungen annähern?

Answer 30

• Massenpunkte ohne Ausdehnung
• keine Wechselwirkung zwischen den Teilchen
• Annäherung durch niedriger Druck und höher Temperatur

Question 30

Was sind Zustandsgrößen?

Answer 30

Variablen, die einen Systemzustand beschreiben.

Question 30

Wie sind alle Größen einer Phase einer reinen Substanz bekannt?

Answer 30

wenn nur drei Größen bekannt sind.

Question 30

Wie ist die thermische Zustandsgleichung definiert?

Answer 30

sie kombiniert Volumen, Temperatur, Druck und Stoffmenge; V=f(T,p,n) oder Vm=v=f(T,p)

Question 30

Was sind die 3 empirische Gasgesetze?

Answer 30

1) Charles : V=f(T) für p=const. V= const. x T
2) Amontons : p=f(T) für V= const. p = const. x T
3) Boyle : p=f(V) für T= const. pV= const.

Question 31

Wo von ist eine Änderung einer Zustandsgröße abhängig?

Answer 31

von Anfangs- und Endzustand des Systems

Question 31

Was sind die mathematische Konsequenzen für die Unabhängigkeit einer Zustandsgröße vom Weg?

Answer 31

1) Änderung kann als totales Differenzial geschrieben werden.
2) die gemischte Ableitungen sind identisch (Satz von Schwarz)
3) Satz von Euler

Question 31

Wie lautet das ideale Gasgesetz?

Answer 31

pv = RT oder pV = nRT

Question 31

Wofür stehen alpha. beta und kappa?

Answer 31

Ausdehnungskoeffizient, Spannungskoeffizient, und Kompressibilität.

Question 32

Was besagt das Daltonsches Gesetz?

Answer 32

der von einem Gemisch idealer Gase ausgeübte Druck ist gleich der Summe der Partialdrücke der einzelnen Gase.

Question 33

Wie kann der Partialdruck mithilfe von Molenbruch definiert werden?

Answer 33

pj = xj mal p und p = (xa + xb + …) mal p

Question 34

Was fördern die repulsive bzw. attraktive Kräfte, die zwischen Moleküle wirken?

Answer 34

repulsive Kräfte fördern Expansion und attraktive Kräfte fördern Kompression.

Question 35

Wie ist der Kompressionsfaktor Z definiert?

Answer 35

Z = pv/RT, für ein perfektes Gas, ist Z=1

Question 36

Wie ändert sich der Wert von Z mit unterschiedlichen Drücken für reale Gase?

Answer 36

• bei sehr geringen Drücken gilt Z~1
• bei hohem Druck gilt Z>1 (die Abstoßung dominiert)
• bei mittleren Drücken gilt Z<1 (die Kompression dominiert)

Question 37

Wozu dienen die Virialgleichungen?

Answer 37

zu zeigen, dass, obwohl die Zustandsgleichung eines realen Gases mit der des idealen Gases bei p-> 0 übereinstimmt, nicht notwendigerweise auch alle Größe übereinstimmen müssen.

Question 38

Was ist der Boyle-Temperatur TB?

Answer 38

Eine Temperatur mit Z->1 uns Steigung 0 bei vergleichsweise niedrigem Druck p bzw. großem molaren Volumen. Dabei stimmen die Eigenschaften eines realen Gases mit denen eines perfekten Gases für p-> 0 überein, es wird B=0.

Question 39

Richtig oder falsch? Ein Gas kann oberhalb seiner kritischen Temperatur verflüssigt werden.

Answer 39

falsch, es muss unter Tc erniedrigt und isotherm komprimiert werden.