Wärmelehre
PYT04
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Fichier Détails
| Cartes-fiches | 27 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Physique |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 03.05.2014 / 18.07.2023 |
| Lien de web |
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| Intégrer |
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Welcher physikalischen Gesetze kann man sich bei der Temperaturmessung
bedienen und wie nennt man die Messgeräte?
Wärmeausdehnung der Stoffe, Änderung des elektrischen Widerstandes mit der Temperatur, verschiedene Glühfarben. Die Messinstrumente heißen Thermometer.
Welche Temperaturskalen haben Sie hier kennen gelernt und welcher Zusammenhang
besteht zwischen ihnen?
Die CELSIUS-Skala und die KELVIN-Skala. x °C = x + 273,15 K
Welchen Einfluss hat eine Erwärmung auf einen Körper? Erklären Sie in
Worten die verschiedenen Gesetze, die sich für die festen und flüssigen
Körper anwenden lassen!
Die meisten Stoffe dehnen sich bei Erwärmung aus. Die Verlängerung bzw. Volumenzunahme erfolgt dabei proportional zur Temperaturerhöhung. Der Proportionalitätsfaktor heißt linearer Ausdehnungskoeffizient bzw. Volumenausdehungskoeffizient .
Welches Verhalten bezeichnet man als „Anomalie“ des Wassers?
Wasser zieht sich bei Erwärmung von 0 °C bis + 4 °C zunächst zusammen und dehnt sich erst bei weiterer Erwärmung aus. Diesen Vorgang bezeichnet man als Anomalie des Wassers.
Welches Temperatur-Zeit-Verhalten zeigen Körper beim Erkalten von der
Schmelze zur Erstarrung?
Die Temperatur einer Schmelze bleibt mit beginnender Erstarrung solange konstant, bis die Flüssigkeit vollständig erstarrt ist. Erst dann kühlt der Körper weiter ab. Im Temperatur-Zeit-Diagramm ergibt sich ein Haltepunkt.
Welche Bedingung muss man einhalten, um den Ausdehnungskoeffizienten
für Gase zu bestimmen und wie groß ist er?
Der Volumenausdehnungskoeffizient kann nur bei konstantem Druck bestimmt werden. Die Volumenzunahme beträgt je °C Erwärmung für alle Gase einheitlich 1/273,15 des Ursprungsvolumens.
Was versteht man unter einem Kilomol und was lässt sich über das Volumen
(!) von 1 Kilomol eines Gases sagen?
Ein Kilomol eines Stoffes ist die Stoffmenge von 1000 mol. 1 Kilomol eines jeden Gases hat ein „Normvolumen“ von 22,4 m3.
Wie lässt sich die Wärme definieren, was versteht man unter der Wärmemenge
und wie lautet deren Einheit?
Wärme ist eine Form von Energie. Sie ist anderen Energieformen prinzipiell gleichwertig. Die Wärmemenge ist die physikalische Größe für die in einem System steckende Wärme. Ihre Einheit ist das kJ (Kilojoule).
Wie lautet die Definition der spezifischen Wärme?
Die spezifische Wärme gibt die Wärmemenge in kJ an, die nötig ist, um 1 kg eines Stoffes um 1 K zu erwärmen.
Erklären Sie, warum bei einem schmelzenden Körper trotz ständiger Wärmezufuhr im Temperatur-Zeit-Diagramm ein Haltepunkt zu beobachten ist!
Zum Schmelzen eines Körpers ist ein gewisser Wärmebetrag, die Schmelzwärme, nötig, die dem Körper zugeführt wird, oh
Muss man die zum Schmelzen oder Verdampfen eines Körpers aufgewendete
Wärme als verloren ansehen oder kann man sie wiedergewinnen?
Nein, beim Erstarren bzw. beim Kondensieren der Stoffe wird die latente Wärme wieder frei.
Was versteht man unter Sattdampf und wie erhält man Heißdampf?
Aus einer Flüssigkeit verdunstet in den darüberliegenden Raum nur so viel, bis dieser Raum gesättigt ist. Man nennt einen Dampf dieser Konzentration Sattdampf. Sperrt man einen Sattdampf von der Flüssigkeit ab und erhitzt ihn weiter, so erhält man Heißdam
Ist es möglich, in einem Raum, der mit Dampf gesättigt ist, einen anderen
Stoff verdunsten zu lassen, und wenn ja, bis zu welchem Gesamtdruck?
Ja, es ist möglich. Der Gesamtdruck ist dabei die Summe der beiden Partialdrücke. Maximal kann also der Gesamtdruck gleich der Summe der Sättigungsdrücke beider Stoffe sein
Erklären sie den Begriff „kritische Temperatur“!
Gasförmige Stoffe unterhalb der kritischen Temperatur nennt man Dämpfe; sie lassen sich durch Drucksteigerung verflüssigen. Oberhalb der kritischen Temperatur erhält man „richtige“ Gase; sie lassen sich nur durch Wärmeentzug verflüssigen.
Welche Angaben beschreiben den Dampfdruck des Wassers in der Luft?
Die in der Luft gelöste Wassermenge lässt sich angeben durch die absolute Feuchtigkeit f in g · m–3 und die relative Feuchtigkeit f in % vom maximalen Sättigungswert fmax.
Beschreiben Sie ein Instrument zur Messung der Luftfeuchtigkeit!
Beim Psychrometer nach ASSMANN wird die Temperaturdifferenz zwischen einem trockenen und einem feuchtgehaltenen Thermometer zur Bestimmung der Feuchtigkeit herangezogen.
Für Gase gibt man zwei verschiedene Werte für die spezifische Wärme an.
Erklären Sie warum! Ist einer der beiden immer größer als der andere?
Versuche haben ergeben, dass man bei Erwärmung von Gasen jeweils einen besonderen Wert erhält, wenn man das Gas einmal bei konstantem Volumen und ein andermal bei konstantem Druck erwärmt. Stets ist cp größer als cv.
Wie lässt sich Energie gewinnen?
Energie kann weder gewonnen werden noch verloren gehen. Sie bleibt in einem geschlossenen System stets in gleicher Größe erhalten und kann nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden.
Nennen Sie 3 Beispiele für eine Energieumwandlung.
Durch Reibung wandelt sich mechanische Energie in Wärme um. Bei der Verbrennung wird z. B. chemische Energie in Wärme umgewandelt. Das Klappen eines Topfdeckels über kochendem Wasser kündet von der Umwandlung der Wärme in mechnische Arbeit.
Wie lautet der 1. Hauptsatz der Wärmelehre und wie lautet die Definition
für die „innere Energie“ eines Gases?
Eine Wärmemenge Q kann sowohl eine Zunahme der inneren Energie U eines Gases bewirken als auch eine äußere Arbeit verrichten oder beides zusammen. In einem geschlossenen System herrscht Gleichheit zwischen der äußeren Wärme Q und ihren Wirkungen U und W
Was versteht man unter „isochorer“, „isobarer“ und „isothermer“ Zustandsänderung?
Bleibt während einer Zustandsänderung das Volumen konstant, so spricht man von isochorer Zustandsänderung. Bei isobarer Zustandsänderung bleibt der Druck und bei isothermer Zustandsänderung bleibt die Temperatur konstant.
Wie lauten die Zustandsänderungen, die ohne und unter teilweisem Wärmeaustausch
mit der Umgebung verlaufen?
Adiabatische und polytrope Zustandsänderung.
Wie lautet die Zustandsänderung, bei der die von außen zugeführte Wärme
Q vollständig in mechanische Arbeit W umgewandelt wird und bei welcher
Zustandsänderung wird ausschließlich die innere Energie erhöht?
Isotherme Zustandsänderung und isochore Zustandsänderung.
Wie erhält man die bei einer Zustandsänderung verrichtete Arbeit auf grafischem
Wege?
Im p-V-Diagramm einer Zustandsänderung erscheint die Arbeit als Fläche unter der Kurve.
Wie erhält man die bei einer Zustandsänderung verrichtete Arbeit auf grafischem
Wege?
In Wärmekraftmaschinen wird einem Wärmeträger die Wärmeenergie (eines Brennstoffes) zugeführt. Der Wärmeträger wird dabei über die Umgebungstemperatur hinaus erhitzt und entspannt sich schließlich unter Abgabe mechanischer Arbeit.
Welche Bedeutung hat der Kreisprozess von CARNOT?
Der Kreisprozess von CARNOT bietet von allen Kreisprozessen den größten thermodynamischen Nutzeffekt.
Wie lautet der 2. Hauptsatz der Wärmelehre und welche Folgerung für die
Kältemaschine muss man aus ihm ziehen?
Der 2. Hauptsatz der Wärmelehre besagt, dass Wärme nur von einem wärmeren auf einen kälteren Körper übergehen kann. Kältemaschinen lassen sich nur unter Energieaufwand betreiben.
