Diverses zur Thermodynamik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:01 Di 20.01.2015 | | Autor: | siggi571 |
Hallo Community,
ich hätte einige Fragen zur Thermodynamik. Ich hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen.
1.) Der 1 Hauptsatz verlangt, dass die Gesamtenergie im System erhalten bleibt.
a richtig oder b falsch?
Laut Buch ist die richtige Antwort "a, richtig".
Dies verstehe ich aber nicht. Meiner Meinung nach ist diese Aussage falsch. Wenn aus meinem System Wärme austritt, so bleibt die Gesamtenergie in meinem System doch nicht konstant. Viel mehr ist die verloren gegangene Wärme jetzt in einem anderen System.
Liegt es vielleicht daran, wie hier die Systemgrenzen gedacht werden? Also das mein Gesamtsystem hier auch das System mit einbezieht, wohin meine Wärme geht?
2.) Durch einen horizontalen Kanal Strömen stündlich 100 kg Wasserdamp (ideales Gas; cp = 2 KJ/(KG*K)); es wird der Wärmestrom Q=3000 J/s zugeführt und die Leistung P=2kW entnommen. Die Geschwindigkeit am Ein- und Austritt seien gleich groß.
Wie groß ist die Differenz der spezifischen Enthalpie zwischen Ein- und Austritt? Berechnen Sie die Austrittstemperatur, wenn die Eintritttemperatur 100°C beträgt. (Der Dampf kann als ideales Gas betrachtet werden).
Aufgabenteil 1 ist leicht zu lösen, da komme ich auf h12=36 KJ/kg
Aufgabenteil 2 dagegen bereitet mir Kopfschmerzen.
Unser Dozent hat hier in seiner Lösung die Formel T2= T1+h12/cp verwendet.
Meine Frage hierzu: Weshalb lann ich nicht mit Q=m*cp*(t2-t1) arbeiten? Bei mir folgt dort ein falsches Ergebnis. Aber weshalb??
3.) Aragon von 25 bar und 50°C ist in einer Patrone von 20 cm² enthalten. Diese Patrone wird in einem vollständig evakuierten und isolierten Behälter von 2l Volume zertrümmert.
a, Welche Temp und welcher Druck stellt sich bei Gleichgewicht im Behälter ein?
b, Warum trifft die für Aragon geltende Überlegung nicht für Wasser zu
Meine Frage hierzu: Laut Lösung ist T2 = 50°C.
Aus welcher Überlegung geht das aber hervor?
Da es sich um ein vollständig abgeschlossenes System handelt gibt es keine Wärmeverluste. Bei einer adiabaten Expansion verringert sich doch aber der Druck sowie die Temperatur, wenn von außen keine Wärme mehr hinzukommt, oder?
Also muss T2 eigentlich kleiner 50°C sein. Wo ist mein Fehler?
4.) Die spezifische Wärmekapazität eines idealen Gases ist nur eine Funktion von Druck/Temp/Volumen. Antwort Temp.
Kann ich daraus folgern, dass Luft auf Meereshöhe die gleiche Wärmekap hat wie Luft auf dem Mt Everest? Dabei vielleicht nochmal die Frage: wie kann man sich c vorstellen
5.) Die Enthalpie eines Idealen Gases ist nur eine Funktion von Druck/Temp/Volumen. Antwort: Temp.
H=U+p*V. Warum ist sie dann eine Funktion nur von Temp?
Als was kann man sich H vorstellen??
6.) Die Innere Energie eines idealen Gases ist eine Funktion von Druck/Temp/Volumen. Antwort: Temp.
Uns wurde mal gesagt, wenn man sich die Innere Energie vorstellen will, dann soll man sich die Temp vorstellen. Ist das die Begründung für diese Frage?
7.) Die bei einer isothermen Kompression von p1 auf p2 aufzuwendende technische Arbeit ist größer/kleiner/gleich groß als bzw wie bei einer adiabaten Kompression.
Nachdem ich weiß, dass eine Adiabate Steiler als eine Isotherme ist, folgt die Antwort: kleiner.
Aber warum sind Adiabaten steiler als Isothermen, wie kann ich mir das vorstellen?
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:37 Di 20.01.2015 | | Autor: | chrisno |
> Hallo Community,
>
> ich hätte einige Fragen zur Thermodynamik. Ich hoffe ihr
> könnt mir da weiterhelfen.
Hallo, alles werde ich nicht schaffen, aber ein Stück
>
> 1.) Der 1 Hauptsatz verlangt, dass die Gesamtenergie im
> System erhalten bleibt.
> a richtig oder b falsch?
>
> Laut Buch ist die richtige Antwort "a, richtig".
>
> Dies verstehe ich aber nicht. Meiner Meinung nach ist diese
> Aussage falsch. Wenn aus meinem System Wärme austritt, so
> bleibt die Gesamtenergie in meinem System doch nicht
> konstant. Viel mehr ist die verloren gegangene Wärme jetzt
> in einem anderen System.
>
> Liegt es vielleicht daran, wie hier die Systemgrenzen
> gedacht werden? Also das mein Gesamtsystem hier auch das
> System mit einbezieht, wohin meine Wärme geht?
In dem Text der Aussage fehlt das wichtige Wort abgeschlossen".
Dann wäre die vorgesehene Antwort richtig. Ohne dieses Wort sind Deine Gedanken richtig.
>
>
>
> 2.) Durch einen horizontalen Kanal Strömen stündlich 100
> kg Wasserdamp (ideales Gas; cp = 2 KJ/(KG*K)); es wird der
> Wärmestrom Q=3000 J/s zugeführt und die Leistung P=2kW
> entnommen. Die Geschwindigkeit am Ein- und Austritt seien
> gleich groß.
> Wie groß ist die Differenz der spezifischen Enthalpie
> zwischen Ein- und Austritt? Berechnen Sie die
> Austrittstemperatur, wenn die Eintritttemperatur 100°C
> beträgt. (Der Dampf kann als ideales Gas betrachtet
> werden).
>
> Aufgabenteil 1 ist leicht zu lösen, da komme ich auf
> h12=36 KJ/kg
> Aufgabenteil 2 dagegen bereitet mir Kopfschmerzen.
> Unser Dozent hat hier in seiner Lösung die Formel T2=
> T1+h12/cp verwendet.
> Meine Frage hierzu: Weshalb lann ich nicht mit
> Q=m*cp*(t2-t1) arbeiten? Bei mir folgt dort ein falsches
> Ergebnis. Aber weshalb??
kann ich im Moment nicht beantworten
für diese Teilfrage und weiter unten:
http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC1/Kap_II/Enthalpie.htm
Da finde ich das gut erklärt.
>
> 3.) Aragon von 25 bar und 50°C ist in einer Patrone von 20
Argon
> cm² enthalten. Diese Patrone wird in einem vollständig
> evakuierten und isolierten Behälter von 2l Volume
> zertrümmert.
> a, Welche Temp und welcher Druck stellt sich bei
> Gleichgewicht im Behälter ein?
> b, Warum trifft die für Aragon geltende Überlegung nicht
> für Wasser zu
>
> Meine Frage hierzu: Laut Lösung ist T2 = 50°C.
> Aus welcher Überlegung geht das aber hervor?
> Da es sich um ein vollständig abgeschlossenes System
> handelt gibt es keine Wärmeverluste. Bei einer adiabaten
> Expansion verringert sich doch aber der Druck sowie die
> Temperatur, wenn von außen keine Wärme mehr hinzukommt,
> oder?
>
> Also muss T2 eigentlich kleiner 50°C sein. Wo ist mein
> Fehler?
Es wird nicht nur keine Wärme übertragen, und auch keine Arbeit verrichtet. Damit Q = W = 0
Damit ändert sich die innere Energie nicht und die Temperatur bleibt konstant.
>
> 4.) Die spezifische Wärmekapazität eines idealen Gases
> ist nur eine Funktion von Druck/Temp/Volumen. Antwort Temp.
> Kann ich daraus folgern, dass Luft auf Meereshöhe die
> gleiche Wärmekap hat wie Luft auf dem Mt Everest? Dabei
> vielleicht nochmal die Frage: wie kann man sich c
> vorstellen
Ich staune über die Antwort. Zuerst eine Nachfrage: [mm] $C_P$ [/mm] oder [mm] $C_V$? [/mm] Das ist aber nicht relevant.
Für ein ideales Gas gilt $ [mm] C_{V}=\frac{3}{2}Nk_{\mathrm{B}}\ ,\quad C_{p}=\frac{5}{2}Nk_{\mathrm{B}}$. [/mm] Da kommen die Größen Druck, Temperatur und Volumen nicht vor. Die Teilchenzahl N wird für die spezifische Größe herausdividiert.
>
> 5.) Die Enthalpie eines Idealen Gases ist nur eine Funktion
> von Druck/Temp/Volumen. Antwort: Temp.
> H=U+p*V. Warum ist sie dann eine Funktion nur von Temp?
> Als was kann man sich H vorstellen??
Heute kann ich das nicht mehr beantworten
>
> 6.) Die Innere Energie eines idealen Gases ist eine
> Funktion von Druck/Temp/Volumen. Antwort: Temp.
> Uns wurde mal gesagt, wenn man sich die Innere Energie
> vorstellen will, dann soll man sich die Temp vorstellen.
> Ist das die Begründung für diese Frage?
Ja. Beim idealen Gas kannst Du Dir vereinfacht vorstellen, dass alle Atome die gleiche Geschwindigkeit haben. $E = [mm] \br{m}{2}v^2$ [/mm] Je schneller die Atome sind, um so höher ist die Temperatur.
>
> 7.) Die bei einer isothermen Kompression von p1 auf p2
> aufzuwendende technische Arbeit ist größer/kleiner/gleich
> groß als bzw wie bei einer adiabaten Kompression.
>
> Nachdem ich weiß, dass eine Adiabate Steiler als eine
> Isotherme ist, folgt die Antwort: kleiner.
>
> Aber warum sind Adiabaten steiler als Isothermen, wie kann
> ich mir das vorstellen?
Bei der Isothermen ändert sich die innere Energie nicht. Wird komprimiert, erhöht sich der Druck nach PV = const. Bei der Adiabaten steigt beim Komprimieren die Temperatur, das führt zu einer zusätzlichen Druckerhöhung.
|
|
|
|
