Welches sind die Basisgrößen und Basiseinheiten des SI?
Länge, Meter; Masse, Kilogramm; Zeit, Sekunde; elektr. Stromstärke, Ampere; Thermodyn. Temperatur, Kelvin; Stoffmenge, Mol; Lichtstärke, Candela
Definieren Sie Absolutdruck und Überdruck. Welche Druckeinheit verwendet das SI?
Der absolute Druck ist der Druck gegenüber dem Druck null im leeren Raum. Die Druckdifferenz gegenüber atmospharischem Bezugsdruck wird Überdruck genannt. Druckeinheit: 1 Pa = 1Nm2 . Besonderer Name für 105 Pa = 1 bar.
Was versteht man unter einer empirischen Temperaturskala?
Eine empirische Temperaturskala entsteht, wenn man reproduzierbare Temperaturfestpunkte festlegt und dann z.B. die durch Temperaturerhöhung zwischen zwei Festpunkten eintertende Verlängerund eines Quecksilberfadesn in gleich Teile teilt; die so gewonnenen Intervalle stimmen wegen des temperaturabhängigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten mit den wirklichen Temperaturdifferenzen nicht genau überein.
Was versteht man unter der thermodynamischen Temperaturskala?
Die Thermodynamische Temperaturskala basiert auf der Erkenntnis, dass ein absoluter Nullpunkt existiert. Durch Festlegung der Temperatur des Tripelpunktes des Wassers mit 273,15K werden die gleichen Intervalle wie bei der Celsius-Skala erreicht.
Was wird als nullter Hauptsatz der Thermodynamik bezeichnet?
Zwei Systeme mit der gleichen Temperatur sind im thermischen Gleichgewicht.
Was ist ein ideales Gas?
Ein ideales Gas befolgt die Gleichung p*v=Ri*T bei beliebigen Drücken.
Geben Sie die thermische Zustandsgleichung eines idealen Gases an.
p * v = Ri * T
Wie ist die spezielle Gaskonstante definiert?
Ri = pv/T Ri ist vom physikalischen Zustand des Gases abhängig
Wie lautet und wann gilt das Gesetz von Boyle-Mariotte?
gilt nur bei idealem Gas: p * V = constant bei T = constant
Wie lautet und wann gilt das Gesetz von Gay-Lussac?
Gilt nur bei idealem Gas: V/T = constant bei p = constant
Was besagt das Gesetz von Avogadro?
Bei idealen Gasen ist in gleichem Volumen bei gleichen Drücken und Temperaturen dieselbe Anzahl Moleküle enthalten.
Bei welchem Stoff ist der thermische Ausdehnungskoeffizient temperaturunabhängig?
Beim idealen Gas.
Was versteht man unter einem geschlossenem bzw. offenen System?
In einem geschlossenen System befindet sich eine bestimmte Stoffmenge, ein offenes System ist ein bestimmter Raum mit Stoffdurchfluss.
Was versteht man unter Zustandsgrößen? Welche Zustandsgrößen unterscheidet man in der Thermodynamik?
Zustandsgrößen beschreiben die Eigenschaften eines Stoffes. Unterschieden werden thermische Zustandsgrößen (Druck, Volumen, Temperatur) und kalorische Zustandsgrößen(Innnere Energie). Zusätzlich unterscheidet man intensive (unabhängig von der Systemgröße), extensive (proportional zur Systemgröße), spezifische (auf die Masse bezogene) und molare (auf die Stoffmenge bezogene) Zustandsgrößen.
Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen Prozess und Zustandsänderung.
Prozesse bewirken Zustandsänderungen. Z.B. kann eingeschlossenes Gas durch Wärmezufuhr oder durch Dissipationsenergie erwärmt werden; die Zustandsänderung ist die gleiche, die Prozesse sind verschieden. Der Begriff des Prozesses ist somit umfassender.
Welche thermodynamischen Vorgänge verlaufen irreversibel?
Irreversilble thermodynamische Vrogänge sind: a) Dissipationsprozesse; z.B. Reibung, plastische Verformung, elektrische Vorgänge, Verbrennung b) Ausgleichsprozesse; z.B. Temperatur-, Druck-, Konzentrationsausgleich
Wie ist die Volumenänderungsarbeit definiert? (quasistatische Zustandsänderung)
Volumenänderungsarbeit ist die an einem geschlossenen System reversibel verrichtete Arbeit: Wv12 = -1∫2 pdV
Nennen Sie Beispiele für:
a) gespeicherte
b) transportiere Energie
a) Innere Energie, potenzielle Energie, kinetische Energie b) Wärme, Arbeit
Wie ist die Innere Energie definiert?
Innere Energie ist die in einem System gespeicherte Energie.
Wie ist Wärme definiert?
Wärme ist Energie, die bei einem System mit nichtadiabater Grenze aufgrund eines Temperaturunterschiedes über die Systemgrenze tritt. Beim geschlossenen System ist sie die Differenz aus der Änderung der inneren Energie und der verrichteten Arbeit.
In welchem System kann technische Arbeit, in welchem Volumenänderungsarbeit auftreten?
Technische Arbeit tritt im offenen System, Volumenänderungsarbeit im geschlossenen System auf.
Wie ist die Enthalpie definiert?
Enthalpie ist die Summe aus der inneren Energie und dem Produkt p*V
Wie ist reversible technische Arbeit definiert?
Reversible technische Arbeit ist die an einem offenen System bei reversibler Zustandsänderung verrichtete Arbeit.
Was wird als 1. Hauptsatz der Thermodynamik bezeichnet?
Wärme ist eine Energieform. Eine Maschine kann nur Arbeit verrichten, wenn ihr der gleiche betrag anderer Energie zugeführt wird. U2-U1 = Q12 +Wg12 (geschlossenes System) Q12 +Wt12 = H2-H1+m/2(c22-c12)+mg(z2-z1) (offenes System)
Wie kann man spezifische Wärmekapazität messen?
Die spezifische Wärmekapazität ist messbar als diejenige Wärme (oder Dissipationsenergie), mit der man die Temperatur von 1 kg eines Stoffes, der keine Phasenänderung erfährt, um 1K steigern kann.
Bei welchen Stoffen ist die spezifische Wärmekapazität temperaturabhängig?
Bei allen Stoffen, ausser beim einatomigen idealen Gas.
Durch welche Merkmale sind irreversible Vorgänge gekennzeichnet?
Irreversible Vorgänge verlaufen von selbst nur in eine Richtung; bei ihnen wird Energie entwertet; sie lassen sich wieder rückgängig machen, dann muss von außen in das System eingegriffen werden, wodurch Veränderungen in der Umgebung zurück bleiben.
Wie heißt die erste (älteste) Formulierung des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik?
Wärme kann nicht von selbst von einem System niederer Temperatur auf ein System höherer Temperatur übergehen.
Wie heißt die allgemeinste Form des 2. Hauptsatzes?
Die allgemeinste Form des 2. Hauptsatzes lautet: Alle natürlichen Prozesse sind irreversibel.
Nach welcher Gleichung kann die Entropie für reversible und irreversible Vorgänge berechnet werden?
dS = dQ + dWDiss / T
Wie ändert sich die Summe der Entropien aller an irreversiblen Vorgängen beteiligter Systeme?
Die Summer der Entropien aller an irreversiblen Vorgängen beteiligten Systeme wächst.
Was stellt die Fläche unter einer Zustandsänderung im T,S-Diagramm dar?
Q12 + WDiss12
In welchem Diagramm kann die bei einem reversiblen Vorgang zu- oder abgeführte Wärme direkt als Fläche dargestellt werden?
Im T,S-Diagramm kann bei reversiblen Vorgängen die Wärme direkt als Fläche dargestellt werden.
Was versteht man unter Strömungsprozessen?
Bei Strömungsprozessen ist keine Vorrichtung zur Zu- oder Abfuhr von Arbeit vorhanden: Wt12 = 0 Beispiel: Wärmeübertrager
Was versteht man unter Arbeitsprozessen?
Bei Arbeitsprozessen wird technische bzw. reversible technische Arbeit zu- oder abgeführt. Beispiel: Turbine
Welche Zustandsänderung verläuft im p,V-Diagramm als gleichseitige Hyperbel?
Isotherme Zustandsänderung
Die isotherme Verdichtung von 1 kmol Stickstoff und 1 kmol Helium unter gleichen physikalischen Bedingungen ist zu vergleichen. Welchen Einfluss hat die Gasart auf die Volumenänderungsarbeit, die übertragene Wärme und die Zustandsgrößen nach der Verd
Die Gasart ist bei gleicher Stoffmenge ohne Einluß. (Avogadro Gesetz)
Unter welcher Bedingung verläuft eine Zustandsänderung isentrop?
dS = 0 (Entropie konstant)
Ist die isotherme oder die isentrope die erwünschte Zustandsänderung? (p,V-Diagramm)
Die isotherme ist die erwünschtere Zustandsänderung, denn ein isotherm entspanntes System verrichtet die größere, ein isotherm komprimiertes System erfordert die kleinere Volumenänderungsarbeit.
Wie hängen p und V bei der Polytropen zusammen?
pVn = const
Bei welchen Werten des Polytropenexponenten n geht die polytrope in eine andere einfache Zustandsänderung über? (p,V-Diagramm)
Wenn: n = unendlich -> Isochore n = 0 -> Isobare n = 1 -> Isotherme n = kappa -> Isentrope
Was ist ein Kreisprozess?
Was ist ein Arbeitsprozess?
Bei einem Kreisprozess wird durch aufeinander folgende Zustandsänderungen der Anfangszustand wieder erreicht. Bei einem Arbeitsprozess wird in einem offenen System technische bzw. reversible technische Arbeit verrichtet.
Welche Maschine liegt bei rechlaufenden Kreisprozessen vor, was geschieht in ihr, welche Aufgabe hat Sie und welches ist die Nutzenergie?
Bei rechtslaufenden Kreisprozessen liegt eine Wärmekraftmaschine vor. Sie wandelt Wärme in Arbeit um. Die abgegebene Arbeit ist die Nutzenergie.
Welche Maschine liegt bei linkslaufenden Kreisprozessen vor, was geschieht in ihr, welche Aufgabe hat Sie und welches ist die Nutzenergie?
Bei linkslaufenden Kreisprozessen liegt eine Wärmepumpe oder eine Kältemaschine vor. Beide nehmen Wärme bei geringere Temperatur auf und geben ein eum die zugeführte Arbeit vergrößerte Wärme bei höherer Temperatur ab. Aufgabe der Wärmepumpe ist die Beheizung eines anderen Systems, die abgegebene Wärme ist die Nutzenergie. Aufgabe der Kältemaschine ist die Kühlung eines anderen Systems. Die aufgenommene Wärme ist die Nutzenergie.
Was versteht man unter thermischem Wirkungsgrad?
Der thermische Wirkungsgrad eta gibt an, welcher Anteil der zugeführten Wärme in Arbeit umgewandelt wird. eta th = 1 ist nicht erreichbar.
Was versteht man unter der Leistungszahl der Wärmepumpe?
etaWärmepumpe = Nutzwärme/ Arbeitsaufwand = Qab / Wk
Was versteht man unter der Leistungszahl der Kältemaschine?
etaKälte = Nutzwärme/ Arbeitsaufwand = Qzu / Wk
Aus welchen Zustandsänderungen besteht der Carnot-Prozess?
Aus 2 isothermen und 2 isentropen Zustandsänderungen.
Was ist eine Drosselung?
Eine Drosselung ist die Druckminderung eines strömenden Stoffes ohne Arbeitsabgabe.
Unter welchen Vorraussetzungen gelten die für eine Drosselung abgeleiteten Gleichungen?
Die Gesetze gelten für die stationäre Strömung durch eine adiabate Drosselstelle.
