Physik Übungsfragen .doc

Ideales Gas:

• Molekühle sind punktförmig
• Keine intermolekularen Wechselwirkungen
• Verhalten sich beim zusammenstoßen wie elastische Kugeln

= alle Gase weit oberhalb ihres Siedepunktes

Aus dem Avogadro´schen Gesetz folgt dass für ein ideales Gas bei 1013,25 hPa (Normdruck) und bei 0° (Normtemperatur) das molare Volumen V_m,0= 22,41 l/mol beträgt.

Idealse Gas mit konstanter Masse m= n*M, d.h mit konstanter Stoffmenge, werden isobar von T0 auf T erwärmt und dann isotherm von p0 auf p komprimiert. Mit

für den ersten Schritt und

Unter Normalbedingungen, d.h. T0 = 273,15 K, p0 = 1013,25 hPa und

V0 = n · Vm,0, kann die allgemeine Zustandsgleichung idealer Gase formuliert

werden

Reale Gase:

Zur Beschreibung realer Gase wird z.B. die Gleichung von van der Waals ver-

Wendet. Diese berücksichtigt:

a.       die Wechselwirkung zwischen den Gasmolekülen bei höheren Gasdichten durch einen inneren Druck (Binnendruck a/Vm2)

b.      Eigenvolumen der Gasmoleküle (Kovolumen b)

4. Wie bestimmen Sie die spezifische Wärmekapazität eines Metallstücks mit Hilfe eines Mischungskalorimeters?

Zur Ermittlung von Wärmekapazitäten verwendet man Kalorimeter.

gleichgewicht bei Mischungstemp. Tmt. Die abgegebene Wärmemenge muss gleich der

aufgenommenen sein. Der Festkörper gibt

folgende Wärmemenge ab:

Es sei CK die Wärmekapazität des Kalorimetergefäßes (Wasserwert) und cH2O die spezifische Wärmekapazität von Wasser, so beträgt die vom Wasser aufgenommene Wärmemenge

Die spezifische Wärmekapazität bei einem Metallstück:

5. Erklären Sie thermodynamische Systeme und Prozesse sowie den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik anhand der Formel.

= Vielteilchensystem, das mit seiner Umgebung Energie in Form von Wärme oder mechanischer Arbeit austauscht.

1. Offenes System: durch Grenzfläche kann Materie und Energie ausgetauscht werden
2. Geschlossenes System: Grenzflächen für Materie undurchlässig
3. Abgeschlossenes System: undurchlässig für Materie und jede Art Energie

2 HS der Thermodynamik:

´´Es gibt keine periodisch arbeitende Maschine, die nichts anderes bewirkt als die Erzeugung mechanischer Arbeit unter Abkühlung eines Wärmereservoirs´´

Reversibler Prozeß: wenn dem vorgegebenen Prozeß ein im umgekehrten Sinne ablaufender Prozeß folgen kann, ohne daß in der Umgebung Änderungen zurückbleiben. Erreicht durch langsame Zustandsänderungen (Prozeß verläuft quasistatisch).

In realen Wärmekraftmaschinen verlaufen zumindest Teilprozesse irreversibel, d.h.

6. Beschreiben Sie das elektrische Feld und geben Sie die Formel für die elektrische Feldstärke an.

= .. ist der Raum um elektrische Ladungen, in dem andere Ladungen Kräfte erfahren. Beschreibung des elektrischen Feldes mittels Feldlinien.

Der Begriff des elektrischen Feldes bezeichnet in der Elektrostatik und in der Elektrodynamik einen Zustand des Raumes, der

• von den vorhandenen elektrischen Ladungen und
• von der zeitlichen Änderung des magnetischen Feldes

verursacht wird. Das elektrische Feld ist ein Vektorfeld: Jedem Punkt des Raumes wird gemäß der Definition weiter unten ein Vektor zugeordnet, nämlich die elektrische Feldstärke

Im elektrostatischen Feld

     verlaufen die Feldlinien von einer Ladung einer Polarität zur Ladung der entgegengesetzten Polarität

     beginnen oder enden Feldlinien nie im freien Raum

     schneiden sich Feldlinien niemals

     gibt es keine in sich geschlossenen Feldlinien

     beginnen Feldlinien an der positiven und enden an der negativen Ladung

     ist die Dichte der Feldlinien ein Maß für die Stärke des Feldes