Wärmelehre (Thermodynamik) Flashcards
Wie entsteht der Meißner-Effekt?
Supraleiter -> Kälte löst Magnetfeld aus -> stößt Magnet ab -> Meißner Effekt
Erkläre Diamagnetismus
Magnet anstupsen -> fällt relativ langsam um
von oben rauffallen lassen -> fällt langsam rauf
verstärkt durch Abkühlen Kupferplatte (- 196°C) -> Magnet fällt noch langsamer
-> Diamagnetismus
Welche Aggregatzustände gibt es in der Wärmelehre
Erkläre sie anhand von Eis
fest, flüssig, gasförmig, supraleitend
z.B. Eis bei -50°C -(Wärme)-> Eis bis 0°C -(Wärme Q1)-> Wasser bei 0°C -(Wärme)-> Wasser bei 100°C -(Wärme Q2)-> Wasserdampf bei 100°C -(Wärme)-> Wasserdampf heißer
Q1: Schmelzwärme Q2: Verdampfungswärme
Was passiert wenn man Stoffe mit unterschiedlicher Temperatur zusammen bringt?
T1+T2 T1> T2
in Kontakt bringen T1> TM > T2
-> Temperaturen gleichen sich aus
Wie lautet die Formel für den Wärmetransport
Wärmetransport: deltaQ = c*m*deltaT deltaQ= ausgetauschte Wärmemenge c= spezifische Wärmekapazität m= Masse deltaT = Temperaturdifferenz
Was beschreibt Wärme? Was hat eine hohe Wärmekapazität?
Wasser hat eine hohe Wärmekapazität
Wärme bzw. Temperatur eines Körpers beschreibt die mittlere Bewegung der einzelnen Atome, Moleküle, Teilchen in dem Körper
Unterschiedliche Leitung Stoffe
Wärmereservoir unten, darauf verschiedene Stoffe, Farbkodierung -> gelb Raumtemperatur, rot höher
Kupfer, Aluminium, Mangan, Zink, Holz, Plastik -> Wärmeleitung
Erkläre die Brownsche Molekularbewegung
Teilchen in Flüssiggas stoßen, bewegen einander -> Wärme
Teilchen auf engem Raum hektischer
Was passiert bei Erhöhung der Temperatur
Je höher die Temperatur, desto schneller bewegen sich die Teilchen
Konvektion -> sichtbar machen
z.B. Bienenstock erzeugen Wärme durch laufen
Wärmeleitung
Wärmeleitung in verschiedenen Materialien
Metall leitet Wärme besser als Holz
Wärmeleitung ist stoffspezifisch& es gibt gute& schlechte Wärmeleiter
(Isolatoren) -> schlechte Wärmeleiter zur Isolation (Tasse für Tee)
Pferdehaar& Luft
Pferdehaar, Lufteinschlüsse festgehalten, Luft Isolator T2 > T1 (T1 von außen nach innen an Haut)
Was kann bei Temperaturerhöhung noch passieren mit Stoffen?
Verformung (Ausdehnung) von Stoffen bei Temperaturerhöhung
Längenänderung
delta l PROPORTIONAL ZU delta T
Volumenänderung
delta V => delta T
Wie lautet das ideale Gasgesetz?
Für Gase gilt das ideale Gasgesetz p*V= n*R*T p= Druck des Gases V= Volumen der Gase n= Stoffmenge ~ # des Teilchen des Ion T= Temperatur des Gases R= Gaskonstante
Atome sind punktförmig, kein Volumen, keine Interaktion außer Stöße
Dose mit Wasser& Wasserdampf ~ 100°C in kalte Wasser drehen, was passiert ?
V= konst. p= konst. T ~ 100°C
T ~ 1/n
Umdrehen ins kalte Wasser stellen: V konst. n konst T runter p runter
Außendruck pA drückt Dose an
Gib die Formel für das reale Gasgesetz an
(Van-der-Waals-Gesetz)
(p+(a/Vm^2)) * (Vm=b) = R*T
Vm^2 = Binnendruck b= Kovolumen
Phasenübergänge
Phasenübergänge werden damit beschreibbar (reale Gasgesetz): z.B. von gasförmig flüssig
Während des Phasenüberganges bleibt die Temperatur konstant, trotz Wärmezufuhr oder - abfuhr & beide Phasen koexistieren. Erst nach Abschluss Phasenübergangs gibt es klare Phasentrennung
Erkläre das Gesetz anhand einer Kerze
z.B. Kerze, Docht brennt, nicht Wachs -> flüssig
Kerze auspusten mit Flamme drüber -> an
Flüssige Teil Wachses durch Kapillarkräfte hochgezogen, Dampf strömt aus -> Dampf entzündet -> zu Docht
fest -> flüssig -> gasförmig -> brennt
Einfluss von Druck auf Aggregatzustand
Phasendiagramm beschreibt die Abhängigkeit von Druck & Temperatur für Druck
Sieden unter vermindertem Druck
Bsp. Glaskolben Flüssigkeit innen Gasvolumen kühlt ab -> Druck runter -> verdampft Flüssigkeit
Stopfen
erstarren ist Druckabhängig
Phasenübergänge
beim Phasenübergang
fest -> flüssig + deltaQ : Schmelzwärme
flüssig -> gasförmig +deltaQ: Verdampfungswärme
flüssig -> fest -deltaQ: Schmelzwärme
gasförmig -> flüssig -deltaQ: Verdampfungswärme
Pferd mit nassem fell
Wasser verdampft; Verdampfungswärme wird Pferd (Haut) entzogen -> Abkühlen Pferdehaut
Erkläre Nebelbildung
Nebelbildung:
Flasche Wasser schütteln, Druck erhöhen mit Pumpe, klar
Deckel ab -> Druck sinkt , Temperatur sinkt -> Nebel
Pumpen: p steigt, T steigt, mehr H2O- Ethanoldampf erzeugt
Öffnen: p sinkt, T sinkt -> Nebelbildung -> übersättigter Dampf
Kühlfalle
Ast, am Abend Nebel, Umkreis Ast -> Feuchtigkeit zu Ast (da dieser kühler) -> “Kühlfalle”
Adiabatische Zustandsänderung
Druck erhöhen führt bei konstanter V zu Temperaturerhöhung
Das Volumen verringern& damit Druck& Temperatur erhöhen (Adiabatische Zustandsänderung):
Prozess so schnell, dass kein Wärmeaustausch mit Umgebung stattfindet
Druckluftfeuerzeug
Druckluftfeuerzeug -> Zylinder schnell in Reagenzglas gedrückt “Explosion”
V wird komprimiert
Bleiglocke
Bleiglocke Klang verändert durch gekühlten Stickstoff
Müssen nicht können:
T2/T1= (V1/V2)^y^-1
y = 1,4 V2= 1/20 V1 V1 -> T2 = T1(20)^0,4 mit T1= 293K (20°C) -> T2 = 971K
