Kapitel Thermodynamik

Thermodynamik … 157

T1. Grundlagen … 157

T1.1 Wärme und Temperatur … 157

T1.2 Temperaturmessung … 158

T1.2.1 Temperaturskalen … 159

T1.2.2 Thermometer … 159

T1.3 Thermische Ausdehnung … 161

T1.4 Temperaturverhalten von Gasen … 163

T2. Wärmetransport … 166

T2.1 Wärmestrom … 166

T2.2 Wärmeströmung … 166

T2.3 Wärmeleitung … 166

T2.4 Wärmeübergang … 167

T2.5 Wärmedurchgang … 167

T2.6 Wärmestrahlung … 170

T3. Kinetische Wärmetheorie … 172

T3.1 Größen und Gesetze der Molekularphysik … 172

T3.2 Molekularbewegung … 175

T3.3 Entropie … 179

T4. Hauptsätze der Thermodynamik … 182

T4.1 Wärmeenergie … 182

T4.2 Spezifische Wärmekapazität fester und flüssiger Körper … 185

T4.3 Das ideale Gas … 186

T4.3.1 Isochore Zustandsänderung … 187

T4.3.2 Isobare Zustandsänderung … 187

T4.3.3 Theorie der spezifischen Wärmekapazität … 188

T4.3.4 Isotherme Zustandsänderung … 190

T4.3.5 Adiabatische Zustandsänderung … 191

T4.3.6 Polytrope Zustandsänderung … 192

T4.3.7 Übersicht … 193

T4.4 Kreisprozesse … 194

T4.4.1 Allgemeine Merkmale einer Wärmekraftmaschin … 194

T4.4.2 Spezielle Kreisprozesse … 195

T4.4.3 Kältemaschinen und Wärmepumpen … 197

T4.4.4 Entropie in Kreisprozessen … 198

T5. Aggregatzustände … 203

T5.1 Änderung des Aggregatzustandes … 203

T5.1.1 Temperatur- und Druckabhängigkeit … 203

T5.1.2 Umwandlungswärme … 203

T5.1.3 Schmelzen … 205

T5.1.4 Verdunsten und Sieden … 206

T5.1.5 Sublimation … 208

T5.2 Zustandsänderungen realer Gase … 209

T5.3 Tieftemperaturphysik … 211

Erzeugung tiefster Temperaturen … 211

Supraleitung … 212

T6. Wetterkunde … 213

T6.1 Bilanz der Sonnenstrahlung … 213

T6.2 Großräumige Strömungen … 213

T6.3 Wetterparameter … 214

T6.4 Wolkenbildung … 215

T6.5 Wettervorhersage … 215

T7. Energieversorgung … 216

T7.1 Energielieferanten; Energiemengen im Alltag … 216

T7.2 Warum gibt es ein Energieproblem? … 216

T7.3 Alternative Arten der Energieversorgung … 218

  • Wie viel Eis von `0 " ºC"` kann man mit `30 " kg"` flüssigem   
  • Wie viel g Eiswürfel von 0 ºC muss man in 1 kg Wasser von 20   
  • Wie viel Wärme wird von einem elektrischen Kühlschrank aufgenommen,   
  • Was geschieht beim Sieden?   
  • Auf welche zwei Arten kann man eine Flüssigkeit zum Sieden bringen?   
  • Wie lautet der 3. Hauptsatz der Thermodynamik?   
  • Wovon ist der Aggregatzustand eines Körpers abhängig?   
  • Auf welche Temperatur muss ein Gas erwärmt werden, damit sich   
  • Auf welche Temperatur müsste ein Gas gebracht werden, damit   
  • Ein Luftmolekül mit `v = 480"  m/s"` könnte sich in   
  • Die Temperatur von 5 g `"O"_2` wird von 18 °C auf 218 °C   
  • Wie groß ist die bei isothermer Kompression eines Gases von   
  • 10 g He von 5 bar und 27 °C werden adiabatisch auf ein   
  • 1 g Luft wird polytrop von 1 dm³ und 1 bar auf 40 cm³   
  • 5 kg Sauerstoff expandieren bei 17 °C von 20  dm³ auf   
  • 5 kg Sauerstoff werden polytrop von 4 m³ und 17 °C unter   
  • Wie groß ist der Druck von `1" kg"` `"CO"_2` bei `17" °C"`   
  • Die Lage der Schmelzdruckkurve im `p`-`T`-Diagramm des Wassers   
  • Beschreiben Sie isobare und isotherme Zustandsänderungen anhand   
  • Beschreiben Sie den Joule-Thomson-Effekt!   
  • Was ist die kritische Temperatur eines realen Gases?   
  • Beschreiben Sie die Verflüssigung anhand der Van-der-Waals-Isothermen!   
  • Beschreiben Sie isobare und isotherme Zustandsänderungen im   
  • Was ist die Enthalpie?   
  • Bei Normaldruck existiert kein flüssiges `"CO"_2`. Erläutern   
  • Beschreiben Sie das Linde-Verfahren zur Gasverflüssigung!   
  • Wie erreicht man tiefste Temperaturen?   
  • Wer entdeckte die Supraleitung?   
  • Welche Eigenschaften hat Helium-II?   
  • Wie viel Wärme muss ein Kühlschrank abtransportieren, um 800   
  • Wie viele Eiswürfel (zu 25 g) von O °C sind nötig, um 0,3   
  • Wie viel Eis von O °C kann man mit 80 g flüssigem Zinn von   
  • Was ist der Sättigungsdampfdruck?   
  • 10 g Dampf von 100 °C werden in 125 g Wasser von 10 °C geleitet.   
  • Wie viel Wärme ist nötig, um a) 20 g Eis von 0 °C in Dampf   
  • In einem Behälter von 1 1 Inhalt sind bei O °C Luft von 1 bar   
  • Was versteht man unter Sublimation?   
  • Nennen Sie mögliche Formulierungen des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik!   
  • Wie groß ist die Entropie von je 1 Liter Wasser von 10 °C bzw.   
  • 0,3 m³ `"O"_2` und 1,2 m³ `"N"_2` ergeben ziemlich genau 1,5   
  • Was ist ein perpetuum mobile zweiter Art und was sagt der 2.   
  • Welche Bedeutung hat der thermodynamische Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses   
  • Was unterscheidet reversible und irreversible Kreisprozesse?   
  • Warum nennt man die innere Energie eine Zustandsgröße?   
  • Aus welchen Gründen gibt es keine exakt reversiblen Vorgänge?   
  • Was sind reversible Vorgänge?   
  • Eine Wärmepumpe verwendet Flusswasser von 2 °C und soll zur   
  • Was ist Abwärme?   
  • Welche Aufgabe hat eine Kältemaschine?   
  • Welche Aufgabe hat eine Wärmepumpe?   
  • Welche technische Möglichkeit besteht zur Steigerung des Wirkungsgrades   
  • Welcher Wirkungsgrad ist mit einer Dampfturbine, die zwischen   
  • Wie groß ist der thermodynamische Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses,   
  • Welche Zustandsänderungen durchläuft das Gas beim Carnotprozess?   
  • Was ist der thermodynamische Wirkungsgrad?   
  • Warum arbeiten Wärmekraftmaschinen periodisch?   
  • Was ist eine Wärmekraftmaschine?   
  • Warum hat festes Metall eine höhere spezifische Wärmekapazität   
  • Es ist `c_V` und `c_p` aus `f=6` und `M=17" kg/kmol"` zu berechnen.   

Alle Aufgaben zu diesem Kapitel …

  • Wie groß ist die relative Molekülmasse von Schwefelsäure?   
  • Wie groß ist die relative Molekülmasse von Luft?   
  • Wie groß ist die spezifische Gaskonstante für Luft?   
  • Die Dichte von Sauerstoff bei 20°C und einem Druck von 2 bar   
  • Auf welchen Bruchteil sinkt der Druck, wenn ein Gas polytrop   
  • Beim Aufpumpen der Reifen eines Fahrrades erfolgt in der Pumpe   
  • Durch Einleiten von `m_2 = 20 " g"` Wasserdampf von `ϑ_"o"=100" °C"`   
  • Welche Wärmemengen sind erforderlich, um 1 kg Eis zu schmelzen,   
  • Wie viel kg Eis von O °C benötigt man, um 1 kg siedendes Wasser   
  • Welche Menge Eis von -10 °C kann bei Normaldruck unter Aufwendung   
  • Wasserdampf hätte bei Normaldruck und 100 °C als ideales Gas   

Links zu den Inhalten nur für registrierte Benutzer.

  • Beschichtung erhöht Ausbeute bei Solarzellen
  • Veraltete Straßenbeleuchtung verschlingt Millionen
  • Solarflugzeug verbringt fast 83 Stunden in der Luft
  • Kohleverbrennung sorgt für Schwermetallbelastung in Arktis
  • Luftreinigende Pflastersteine
  • Energiegewinnung und Wüstenbegrünung
  • Serienauto in Hybridfahrzeug
  • Sonnenstrom - Volle Fahrt voraus
  • "Antischall" erlaubt Windrädern höhere Stromausbeute
  • Günstige Speichermethode für Solarstrom entwickelt
  • Kühlschrank ohne Stromverbrauch in den Startlöchern
  • Kühlschrank ohne Stromverbrauch in den Startlöchern
  • Stroh als zukunftsreicher Treibstoff
  • Neue mobile Thermografiekameras
  • Pumpsystem nutzt Wellengang für Stromgewinnung
  • Biomasse schafft nur zehn Prozent des weltweiten Energiebedarfs
  • Durchbruch bei Supraleitung
  • Antireflexionsschicht verbessert Solarzellen
  • Holz wird neuer Erdgas-Lieferant
  • Windturbine für Einsatz in Städten
  • Windkraft siegt als beste Alternativenergie
  • Sonnenenergie für Brennstoffzellen
  • Effiziente organische Solarzellen
  • Körperwärme macht Batterien überflüssig
  • Weltgrößtes Wellenkraftwerk entsteht in Schottland
  • Erdwärme intelligent nutzen
  • System erzeugt Wärme und Strom
  • USA: Solare Dachziegel ab November erhältlich
  • Sonnenflecken beeinflussen das Klima
  • NASA: Aufblasbarer Hitzeschild erfolgreich getestet
  • Erstes Lounge-Solarschiff geht in Betrieb
  • Fisch-Prinzip verbessert Windparks
  • NASA-Nanotechnologie für Solarzellen
  • Solarboote
  • T-Shirt lädt iPod
  • Sonne kann Lebensmittel kühlen
  • Mars-Technologie staubt Solarzellen ab
  • Einfacheres Wolkenmodell für die Klimaforschung
  • Baumstruktur steigert Solar-Ausbeute um 50%
  • Energiewandel: Waldschutz nicht in Gefahr
  • Schiffe als günstigere Wellenkraftwerke
  • Vertikalturbinen für Windparks
  • Elektroautos: Gemeinsame Ladestandards fehlen
  • Flexible Solarzellen
  • LED-Lampe soll 20 Jahre leuchten
  • Unterwasser-Ballons speichern Windenergie
  • Klimaerwärmung verursacht kalte Winter
  • Klimamodell für die Bewohnbarkeit von fernen Planeten
  • Zinkphosphid-Nanopartikel reagieren auf einfallendes Sonnenlicht
  • Supraleitung trotz starker Magnetfelder
  • Globale Messungen: Oktober 2014 bricht erneut Wärmerekord
  • Elektrisches Nutzfahrzeug mit großer Reichweite
  • "Weißes Graphen" verspricht gute Kühlung
  • Erster Solar-Radweg effizienter als erwartet

Anmeldung

Mit dem Relaunch wurden alte Accounts ungültig. Es ist eine neue Registrierung erforderlich:


Physik 1 für HTL

← voriges Kapitel    
nächstes Kapitel →

direkt zu

Physik 1 für HTL

Inhalt

Einleitung

Mechanik

Schwingungen und Wellen

Akustik

Thermodynamik

Optik

Anhang