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Physik > Thermodynamik > Flashcards

Thermodynamik Flashcards

1
Q

in welchem bezug steht temp. zur mittleren kinetischen Energie (kin. Gastheorie)

A

proportional, je höher sie wird, desto höhere kin. E haben auch Teilchen im mittel –> Teilchen stoßen sich mit höherem impuls ab, nehmen dadurch mehr raum ein

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2
Q

wärme

A

form von energie, formelzeichen Q, einheit: joule

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3
Q

übertragung von wärme

  1. wärmeleitung
  2. konvektion
  3. temperaturstrahlung
A
  1. in feststoffen oder ruhenden flüssigkeiten
  2. materie wird bewegt, nicht die schwingung von teilchen zum nächsten (wie bei wärmeleitung)
  3. kommt ohne materie aus, sonne kann durch leeren weltraum zu uns vordringen
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4
Q
  1. innere energie

U Formel, Bezug zu kin.E und Temp?

  1. wärmekapazität c
A
  1. Energien, die innerhalb des stoffes selbst gespeichert sind (kin. E + pot. E werden nicht dazugezählt)

U = n x E(kin), Einheit 1J

um temp. eines körpers zu erhöhen bzw. zu erniedrigen: bestimmte wärmemenge Q (Energie E) muss zugeführt/abgeführt werden

E = Q = c x T x m

  1. Wärmemenge, die nötig ist, um die Temp. von 1kg Matierie um 1K zu erhöhen –> c = Q/T (J/K)
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5
Q

spezifische wärmekapazität c

A

gibt an, wie viel wärme von einem körper aufgenommen bzw. abgegeben werden muss, damit Temp. von 1kg des stoffes um 1 kelvin ändert

c (spez.) = c/m (Masse) –> Q = m x c(spez) x T

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6
Q

wärmekraftmaschinen

  1. Funktion
  2. Bsp
A
  1. system, die wärmeenergie + chem. energie in mechanische energie umwandelt –> wird für mech. arbeit genutzt

bestimmte stoffe werden vom zustand höherer temp. in zustand niedriger temp. gebracht

–> dem heißen medium wird wärme entzogen, dem kühleren wärme zugeführt –> mech. E. W wird dabei abgegeben

  1. Verbrennungsmotoren (automotore), Gas- bzw. Dampfturbinen
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7
Q

gegenteil wärmekraftmaschinen

A

kraftwärmemaschinen: wandeln mech. E in Wärme um

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8
Q

Wirkungsgrad Wärmekraftmaschine

A

Angabe, wie effizient eine Maschine arbeitet –> Quotient aus Nutzenergie E(ab) (die durch den motor nutzbar gemacht wird) + der zugeführten Energie E(zu) = E(ab)/E(zu),

Quotient stets kleiner als 1, keine maschine arbeitet zu 100% effizient

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9
Q

Hauptsätze der Thermodynamik (Wärme und Arbeit, innere energie U)

  1. Hauptsatz
  2. Hauptsatz
  3. Hauptsatz
A
  1. die änderung (zunahme) er inneren Energie eines Systems entspricht der summe der arbeit aus zugeführter wärme und am system verrichteter Arbeit –> U kann erhöhrt werden, indem man system erwärmt (Q zuführt) oder Arbeit W daran verrichtet

U = Q + W = Q -p x V
(ein perpetuum mobile erster art ist nicht möglich)

  1. in einem abgeschlossenen system nimmt entropie niemals ab, sie kann nur zunehmen oder konstant bleiben

–> wärme geht immer von wärmeren auf kälteres objekt, Entropie steigt stets

  1. es ist nicht möglich, ein system bis zum absoluten Nullpunkt ( 0K) zu kühlen
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10
Q

zustandsformen der materie (phasen/Aggregatzustände)

Phase

A

homogener teil der materie, der von einer anderen phase durch eine grenzfläche getrennt ist (Phasengrenze)

fest
flüssig
gasförmig

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11
Q

mehrere phasen in einem gemisch = heterogen

  1. Emulsion:
  2. Suspension:
  3. Aerosol:
  4. Gemenge
A
  1. flüssig/flüssig
  2. fest/flüssig
  3. fest, flüssig/gasförmig
  4. fest / fest
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12
Q

übergänge

  1. erstarren
  2. schmelzen
  3. verdampfen
  4. kondensieren
  5. sublimieren
  6. resublimieren
A
  1. flüssig –> fest
  2. fest –> flüssig
  3. flüssig –> gasförmig
  4. gasförmig –> flüssig
  5. fest –> gasförmig
  6. gasförmig –> fest
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13
Q

kin. E = 0

A

keine schwingungen, absoluter nullpunkt

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14
Q

teilchen im festen stoff?

Metalle, salze, molekulare bindungen

A

haben feste plätze, werden von unterschiedl. kräften in positiion gehalten

Metalle: elektrostatische Anziehungskräfte

Salze: wechselwirkungen, die ionengitter verursachen

molekulare bindungen: intermolekulare wechselwirkungen

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15
Q

feststoffe (3)

A
  • lassen sich nicht komprimieren ( kein platz zw. molekülen) + form definiert
  • flüssigkeiten und gase passen sich behältnis an
  • wenn temp. höher: T. schwingen stärker, bleiben aber am platz, stoff schmizt, wenn kin. E anziehungkräfte überwunden hat
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16
Q

flüssige Stoffe (3)

A
  • teilchen können sich frei bewegen, gleiten aneinander vorbei
  • form nicht definiert + nicht komprimierbar
  • bei weiterem erwärmen: teilchen lösen sich voneinander
  • -> flsg. wird gasförmig (siedet)
17
Q

hohe Anziehungskräfte = ?

A

hohe schmelz. / hohe siedetemp.

18
Q

gase

A

keine definierte Form, kein definiertes volumen, komprimierbar, anz.kräfte sind überwunden, bewegen sich frei, keinen festen platz = Brownsche Molekularbewegung

19
Q

langkettige CH-Ketten

A

starke van-der-waals-kräfte –> hohe schmelztemp!

20
Q

verbindungen mit wasserstoffbrücken

A

höhere schmelztemp. als verbindung mit niedrigen van-der-waals-kräften, bewirken dass wasser bei raumtemp. flüssig und nicht gasförmig ist

21
Q

was passiert wenn man bei einer siedenden flüssigeit die temp. erhöhtß

A

bleibt gleich trotz energiezufuhr

22
Q

was passiert mit energie wenn flüssigkeit erstarrt?

A

wird frei

23
Q

diffusion

A

bewegung der stoffe vom ort hoher zum ort niedriger konz., erfordert keine energie, passiv

kann aber genutzt werden um energie zu gewinnen

24
Q

osmose

A

mehr farbmoleküle auf einer seite als auf anderen, getrennt durch semipermeable/selektivpermeable membran, lässt aber nur wasser passieren

konz.ausgleich soll stattfinden –> wasssermoleküle wandern von ort niedriger farbmolekül-konz. (hypotone seite) auf andere seite (hypertone seite)

25
Q

osmotischer druck

A

druck nimmt in hälfte zu, in der konz. an gelösten teilchen anfangs höher ist zu –> höherer osmotischer druck (steigende bewegung der T –> erhöhte Temp –> erhöhter osmotischer druck)

daran können nur teilchen beitragen, die membran nicht passieren können = osmotisch wirksame teilchen –> osmotischer Druck hängt von konz. der osmotisch wirksamen teilchen ab!!

wenn teilchen ganz normal membran überwinden können: Difussion

26
Q

anomalie des wassers

was passiert mit körpern die dichter sind als flüssigkeit?

wann hat wasser seine größte dichte?

A

sinken

bei 4°C, dichte nimmt mit zunehmender temp ab, während V steigt

–> bei ca. 4°C wassermoleküle grade so beweglich, so wenig H-Brücken, dass wasser hier das geringste volumen einnimmt

–> bei kälter als 4°C: immer mehr H-Brücken, Wassermoleküle bestimmten Abstand voneinander, volumen des flüssigen wassers erhöht sich von 4°C bis 0°C, während Dichte abnimmt –> Eisberge schwimmen auf Wasser

27
Q

avogadro-konstante N(A)

A

in einem mol kohlenstoff (12 gramm des Kohlenstoffnuklids): 6,022x10^23

28
Q

0°C = wie viel kelvin?

A

273K

29
Q

temperatur

def.

auf was wirkt sie sich aus?

A

maß für mikroskopische bewegung der teilchen innerhalb eines stoffes, hängt von aggregatzustand + art der teilchen ab

auf volumen eines stoffes + dichte + druck

30
Q

von was hängt schmelztemp, gefriertemp. + verdampfungstemp. ab?

A

vom herrschenden druck

31
Q

sublimieren, wann ist dieser übergang möglich?

A

fast nur bei niedrigem druck

32
Q

von was hängt aggregatzustand ab?

A

art des stoffes, temp. + druck

33
Q

mechanische Arbeit W

bei W > 0

bei W<0

formel

A

bei W > 0: man führt E hinzu, drückt gefäß zusammen –> mech. Kompression

bei W<0: System breitet sich aus (expandiert), E. wird entnommen

negative zugeführte E. bedeutet abgeführte E.

W = -p x V –> proportional zum volumen

34
Q

Wärmeenergie Q

bei Q>0

bei Q<0

A

bei Q>0: E. wird hinzugeführt

bei Q<0: neg. E bedeutet E.abfuhr

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