Tutorium Flashcards

1
Q

Was versteht man unter einem thermodynamischen System?

A

Ist ein von der Umgebung abgegrenzter makroskopischer Teilbereich, der im Gleichgewicht durch Zustandsgrößen beschrieben wird

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2
Q

Worin unterscheiden sich offene, geschlossene und abgeschlossene Systeme?

A

In der Möglichkeit des Energie- und Stoffaustausches Offen: Energie und Stoffaustausch Geschlossen: nur Energieaustausch Abgeschlossen: kein Austausch

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3
Q

Was besagt der 1. und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik? Wie lautet die Definition in Worten und als Formel?

A
  1. Hauptsatz: Energieerhaltung, Energie kann nicht erschaffen oder vernichtet werden dU= ∂Q + ∂W 2. Hauptsatz: die Entropie eines Systems kann durch spontane Prozesse nur wachsen oder konstant bleiben dS≥0
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4
Q

Was ist Temperatur auf molekularer Ebene?

A

Teilchenbewegung

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5
Q

Wie ist der absolute Nullpunkt definiert?

A

Stillstand der Teilchen am Nullpunkt

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6
Q

Wasser bildet eine besondere Struktur. Wie heißen diese besonderen Bindungen ?

A

Wasserstoffbrückenbindungen

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7
Q

Welche Lebensdauer hat eine Wasserstoffbrückenbindung und wie viel Energie steckt in ihr?

A

10^-11 - 10^-6s; 10-40 kJ/mol

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8
Q

Definieren sie die Begriffe isochor, isotherm, isobar und adiabatisch!

A

Isochor: Volumen bleibt gleich isotherm: Temperatur bleibt gleich Isobar: Druck konstant Adiabatisch: kein Wärmeaustausch mit der Umgebung möglich

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9
Q

Definieren Sie den Begriff Zustandsfunktion

A

Beschreibt den augenblicklichen Zustand eines Systems. Wegunabhängig -> Zustandsgrößen

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10
Q

Wann läuft ein Vorgang freiwillig ab?

A

Bei spontanen Vorgängen ist ΔG negativ und ΔS positiv

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11
Q

Was sind thermodynamischen Potentiale (Definition + Fundamentalgleichung) ?

A

sind in der Thermodynamik Größen, die von ihrem Informationsgehalt her das Verhalten eines thermodynamischen Systems im Gleichgewicht vollständig beschreiben.

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12
Q

a) Welches Thermodynamische Potential würden sie zur Beschreibung folgender Systeme benutzen? Warum?
i) p = const und T = const
ii) V = const und T = const
b) Wie lautet dann jeweils der Ausdruck für das thermodynamische Potential?

A

i) ∂G
ii) ∂F

da konstante Terme in den Fundamentalgleichungen entfallen und so der Ausdruck vereinfacht wird

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13
Q

Warum ist ein System mit p = const und T = const von biologischer Bedeutung?

A

Versuch unter Laborbedingungen; chem. Potential µ durch freie Enthalpie (dG) leicht berechenbar, da dT=dp=0 und die Terme dadurch wegfallen

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14
Q

Sie haben ein System aus zwei Kammern, welche durch eine Wand getrennt sind, durch welche Energieaustausch stattfinden kann. Eine der Kammern hat eine Temperatur von 50°C, die andere eine Temperatur von 200°C. a) In welche Richtung findet der Energietransport statt? b) Wie lange geschieht das?

A

a) Energie wird in Richtung der kühleren Kammer (50°C) transportiert
b) dies geschieht so lange, bis beide Kammern die gleiche Temperatur haben und somit thermodynamisch im Gleichgewicht sind

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15
Q

Was ist eine Isotherme?

A

thermodynamische Zustandsänderung, bei der die Temperatur konstant bleibt

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16
Q

Was ist die Fundamentalgleichung der freien Enthalpie (Gibbs Energie) und deren erste Ableitung?

A

G= U + pV - TS

dG = Vdp - SdT

17
Q

Was ist die Fundamentalgleichung der Enthalpie und deren erste Ableitung?

A

H= U + p*V

dH = Vdp + TdS

18
Q

Was ist die Fundamentalgleichung der inneren Energie und deren erste Ableitung

A

U = TS - pV

dU= TdS - pdV

19
Q

Was ist die Fundamentalgleichung der freien Energie und deren erste Ableitung?

A

F = U - T*S

dF = - pdV - SdT