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Physik Mos > Thermodynamik 12 > Flashcards

Thermodynamik 12 Flashcards

1
Q

Was ist die Phänomenale Betrachtungsweise?

A

-Beschreibung von Sachverhalten mit messbaren Größen

(Volumenänderung eines Gases, Temperatur und Druck)

-Es werden Zustands- und Prozessgrößen verwendet

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2
Q

Was sind Zustandsgrößen der Thermodynamik?

A

Temperatur, Volumen, Druck, innere Energie und Entropie

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3
Q

Was sind Prozessgrößen in der Thermodynamik?

A

Aufgenommene/abgegebene Wärme

Am/vom System verrichtete Arbeit

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4
Q

Was wird durch Prozessgrössen in einem Thermodynamischen System verursacht, und wodurch?

A

Es wird der Zustand eines thermodynamischen Systems über Austauschvorgänge mit der Umgebung verändert

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5
Q

Wovon geht die kinetisch-statische Betrachtungsweise der Thermodynamik aus?

A

Davon dass ein Stoff aus Atomen und Molekülen aufgebaut ist

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6
Q

Wodurch erfolgt die Beschreibung von thermodynamischen Systemen durch die kinetisch statische Betrachtungsweise?

A

Messung von Teilchenanzahl

Geschwindigkeit der Teilchen

Kinetische Energie der Teilchen

Räumliche Verteilung der Teilchen

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7
Q

Was passiert im Teilchenmodell beim zuführen von Wärme an einem Körper?

A

Die Teilchen aus denen der Körper besteht bewegen sich stärker

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8
Q

Teilchenmodell schmelzen

A

Die Binduing zwischen den Teilchen lösen sich und der Stoff wird flüssig

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9
Q

Teilchenmodell verdampfen

A

Teilchen werden völlig frei und ein Gas entsteht

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10
Q

Wie sind Druck und Temperatur im Teilchenmodell einzuordnen?

A

Sie sind STATISCHE GRÖßEN die nur für eine große Anzahl Teilchen relevant sind

Einzelnen Teilchen kann man weder Druck noch Temperatur zuordnen

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11
Q

Definition ideales Gas

A

-Teilchen eines Gases werden als Massepunkt betrachtet, kein Eigenvolumen

-Teilchen haben untereinander (bzw. Mit Gefäßwand) nur IDEALE ELASTISCHE WECHSELWIRKUNGEN

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12
Q

Was passiert wenn man in einem thermodynamischen System eine Zustandsgröße ändert?

A

Nach einer Zeit stellt sich wieder ein Gleichgewichtszustand ein

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13
Q

Abgeschlossenes/isoliertes System

A

Keinerlei Wechselwirkungen

Weder Materie noch Energie

(Thermosflasche)

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14
Q

Geschlossenes System

A

Energieaustausch möglich, kein Materieaustausch

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15
Q

Offenes System

A

Energie und Materieaustausch

Ottomotor, Kühlturm

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16
Q

Adibiatisches System

A

Austausch von Arbeit, kein Wärmeaustausch

Sehr schnell bewegendes System

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17
Q

WArum ist Temperatur eine Zustandsgröße?

A

Sie hängt von dem momentanen Zustand eines Körpers ab und nicht von dem Weg auf dem dieser Zustand erreicht wurde

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18
Q

Wofür ist die Temperatur ein Maß?

A

Die Bewegungsenergie der Teilchen eines Körpers und ist eng mit der inneren Energie verbunden

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19
Q

Welche Temperaturskalen haben wir gelernt?

A

Fahrenheit

Celsius

Kelvin

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20
Q

Wodurch wurde die Kelvinskala berechnet? Was ist ihr absoluter Nullpunkt?

A

Der absolute Punkt ist der Punkt an dem keine molekulare Bewegung mehr stattfindet

-273,15 Grad celsius

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21
Q

Was besagt das Gay Lussac Gesetz?

A

Der Quotient aus Volumen und Temperatur bei einer isobaren Zustandsänderung ist stets konstant

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22
Q

Warum wurde der absolute Nullpunkt so ausgewählt?

A

Ein negatives Volumen ist physikalisch nicht sinnvoll, also muss es für die Temperatur eine untere Grenze geben die nicht überschritten werden kann

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23
Q

Wie kann man Temperaturen messen?

A

-Volumenänderung einer Flüssigkeit (flüssigthermometer)

-Längenänderung eines Metalles (Bimetallthermometer)

-Zusammenhang zwischen Dampfdruck einer Flüssigkeit und der absoluten Temperatur (Dampfdrucklthermometer)

-Änderung des elektrischen Widerstands (Digitalth.)

-Schwerkraft und temperaturabhängige Dichte einer Flüssigkeit (galileoth.)

-Eölektromagnetische Abstrahlung eines temperierten Körpers (Infrarotth.)

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24
Q

Worüber kann uns die Temperatur keinen Aufschluss geben?

A

Über die gespeicherte Energie in einem System

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25
Q

Woraus setzt sich die innere Energie eines IDEALEN GASES zusammen?

A

Der Summe der kinetischen Energie aller seiner Teilchen = thermischen Energie

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26
Q

Warum reicht es meistens ledeglich die Änderung der inneren Energie zu erfassen?

A

Der absolute Wert der inneren Energie lässt sich schwer bestimmen und ist meist nicht notwendig

27
Q

Was für eine Art Größe ist Wärme (Q)?

A

Eine Prozessgröße

28
Q

Definiere die Prozessgröße „Wärme“

A

Die Energie (J) die zwischen zwei Systemen aufgrund von Temperaturunterschieden übertragen wird

(Die Bewegung von Atomen/Molekülen-> umso höher die innere Energie eines Körpers, desto wärmer ist er)

29
Q

Wie fließt die Wärme?

A

Vom Ort hoher Temperatur zum Ort tiefer

30
Q

Worüber kann Wärmetransport geschehen?

A

Wärmeleitung

Wärmestrahlung

Konvektion

31
Q

Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität?

A

Die Fähigkeit eines Körpers, Wärme zu speichern

32
Q

Was gibt die spezifische Wärmekapazität an?

A

Die Wärmeenergie die nötig ist um 1kg eines stoffes um 1K/ 1 Grad Celsius zu erwärmen

33
Q

Wie hat die Wärmekapazität des Wassers Einfluss auf das Klima?

A

-Milde Winter in der Nähe von Meeren
-Seewind sorgt für Abkühlung

34
Q

Wie lautet die Grundgleichung der Wärmelehre?

A

Q = cmdelta T

35
Q

Wofür steht das Q in der Wärmelehre?

A

Wärme (in J)

36
Q

Wofür steht das c in der Wärmelehre?

A

Die spezifische Wärmekapazität (in J/g*K)

37
Q

Wofür steht das delta T in der Wärmelehre?

A

Temperaturunterschied (in Kelvin)

38
Q

Was ändert sich gleichzeitig wenn die Temperatur eines Körpers steigt?

A

Seine innere Energie

39
Q

Was ändert sich beim Schmelzen eines Stoffes?

A

NICHT die Temperatur! Die Energie wird verbraucht um den Teilchenbund aufzulösen

-> potenzielle Energie erhöht sichm nicht die kinetische

40
Q

Beschreibe die Phasenübergänge von Wasser in einem Wärme-Temperatur-Diagramm

A

A) feste Phase: Ekin steigt

B) schmelzen: Epot steigt bzw. SCHMELZENERGIE

C) flüssig: Ekin steigt

D) verdampfen: Epot steigtbzw. VERDAMPFUNGSENERGIE

E) gasförmig: Ekin steigt

41
Q

Welches Muster lässt sich in einem Wärme Temperatur Diagramm erkennen? Bei Phasenübergängen

A

Die Temperatur steigt nur, wenn sich Wasser in einem Aggregatszustand befindet

Wenn sich der Stoff „wandelt“ -> hier Bindungen getrennt werden, wird potenzielle Energie benötigt und die Temperatur (Ekin) stagniert

42
Q

Warum spürt man bei Föhnen erst spät die Hitze an der Kopfhaut?

A

Damit das Haar trocknet muss das Wasser verdampfen -> dafür wird Energie benötigt, die auch der Kopfhaut entzogen wird

43
Q

Wie verhalten sich Temperaturausgleiche in einem geschlossenen System?

A

Die abgegebene Wärme ist gleich der aufgenommenen Wärme!

Qab=Qzu

44
Q

Wie nennt man die Formel zum errechnen der Mischtemperatur?

A

Richmannsche Mischregel

45
Q

Stelle die Rischmannsche Mischregel auf

A
46
Q

Unterschied von Wärme und Temperatur und ihre Einheiten

A

Wärme Q ist eine Prozessgröße und ist die Energie (Einheit in J), die zwischen zwei Systemen aufgrund von Teperaturunterschieden übertragen wird

Temperatur ist eine Zustandsgröße (Einheit Celius/Kelvin) und ein Maß für die Bewegungsenergie der Teilchen

47
Q

Gib die Formel und Einheiten der spezifischen Wärmekapazität an und beschreibe was diese besagt

A

Wärmekapazität c=Q/m*deltadings

Beschreibt die Speicherung der Energie, die für jeden Körper unterschiedlich ist

48
Q

Nenne jeweils ein Beispiel für einen Stoff mit großer bzw kleiner Wärmekapazität

A

Wasser : groß

Eisen: klein

49
Q

Interpretiere dieses Diagramm

A

Das Diagramm zeigt, dass deltadings und Q DIREKT PROPORTIONAL zueinander sind

50
Q

Q/deltading Diagramm -> entnehmen der benötigten Energie zum Erwärmen um 1K eines Gramms

A
  1. Entnehme dem Diagramm zwei Werte z.B. für 5K 10kJ

2.Q=10kJ/ 1000*5

1000 steht hierbei für die Masse 1000g (Beispiel)

->Q ist 2J

51
Q

Woher weiss ich um welchen Stoff es sich handelt nachdem ich die benötigte Energie zum erwärmen berechnet habe?

A

Ich vergleiche mit der Energie Tabelle

52
Q

Berechne die Mischtemperatur

A

ZB. 2. 14 Grad 3l 80 Grad

Mischtemperatur=1/5(214+380)

1/5 aufgrund 5 Liter

53
Q

Gedankenversuch Kerze unter zwei verschiedenen Becken

A

Die kleine Wassermenge wird eine höhere temperatur haben als die große

Die Zunahme der inneren Energie ist jedoch gleich (Wärmeübertragunhg)

54
Q

Mischen zweier Flüssigkeiten: Die Teilchen von A und B sind gleich groß

A

Unentscheidbar

55
Q

Mischen zweier Flüssigkeiten: Bei höherer Temperatur bewegen sich die Teilchen schneller und die Flüssigkeiten durchmischen sich leichter

A

Richtig

56
Q

Mischen zweier Flüssigkeiten: Die Teilchen von A bewegen sich gezielt in Richtung der Flüssigkeit B

A

Falsch die brownsche Bewegung läuft ungeordnet

57
Q

Mischen zweier Flüssigkeiten: Die Teilchen von A und B sind unterschiedlich schwer

A

Unentscheidbar

58
Q

Intepretiere diesen Graph

A

Der Graph steigt zunächst steiler an und wird dann flacher.-> der Betrag der spezifischen Wärmekapazität im steileren Bereich kleiner ist als im flacheren Bereich

Schokolade ist aus verschiedenen Komponenten zusammengesetzt → Die verschiedenartigen Teilchen (Massen) verändern bei gleichbleibender Wärmezufuhr nicht in gleicher Weise ihre kinetische Energie

nahe am Erstarrungspunkt wäre es möglich, dass ein Teil der Schokolade an kühleren Bereichen fest wird und somit die mittleren Geschwindigkeit der Teilchen abnimmt

59
Q

Bestimme die spezifische Wärmekapazität zwischen zwei Zeitpunkten wenn P gegeben

A

Ansatz: P=Q/delta t

60
Q

Wie verhält sich die abgegebene Wärme beim abkühlen je nach Wärmekapazität?

A

Umso höher die Wärmekapazität, desto mehr Energie in Form von Wärme gibt der Stoff an seine Umgebung ab

61
Q

Spezifische Wärmekapazität Kühlflüssigkeikt in Ottomotoren

A

Hoch, da sie möglichst viel Wärme aufnehmen muss ohne dabei heiss zu werden

62
Q

Spezifische Wärmekapazität Isoliergefäß

A

Kleine Wärmekapazität damit die Flüssigkeit wenig Energie an das Gefäß abgibt

63
Q

Spezifische Wärmekapazität Nachtspeicheröfen

A

Hohe Kapazität, da Wärme gespeichert werden soll

64
Q

Berechne die Menge an Schlägen um die Temperatur zu erhöhen

Geg.: m(Hammer)=1400g m(Eisen)=150g Temperaturdings(Glühen)=500 Grad Temperaturdings(Raum)=20 Grad Wärmekapazität(Eisen)=0,46J/g°C

A

Ansatz:
Ekin,gesamt=deltaE(therm)
Ekin,ges=Q

Berechnung
Energie für einen Hammerschlag: Ekin,Ha=1/2mv2
Energie fürs Glühen: Q=m(Fe)c(Fe)delta temp

Einsetzen

Q=0,8nEkin,Ha

N=65 -> 65 schläge

Physik Mos (10 decks)

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