Zwei Wasserbehälter der Temperatur 30 °C bzw. 10 °C enthalten ...
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gleich viel Wärme
gar keine Wärmec
unterschiedlich viel Wärme
gar keine Wärme
Welches Diagramm wird unten gezeichnet?
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T-v Diagramm mit einem Isobarb
p-v Diagramm mit einem Isothermer
p-T Diagramm
Welches Diagramm wird gezeichnet?
p-v Diagramm mit einem Isotherm
T-v Diagramm mit einem Isobar
Welcher Zustand (roter Punkt) haben wir?
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Zustand mit überkritischem Druck
Unterkühlte Flüssigkeit
Überhitzter Dampf
Wie viel unabhängige Zustandsgrössen sind notwendig um ein einfaches System(homogen, 1 Phase) zu beschreiben?
2
Zustand mit überkritischer Temperatur
Wahr oder Falsch?
Für einen Prozess (1->2) in einem geschlossenen System, der isotherm und isobar ausgeführt wird, entspricht der reversible Arbeitsbetrag der Differenz U2 – U1.
Falsch
Für Prozesse die isobar und isotherm ausgeführt werden, entspricht die Differenz der Gibbs-Energie dem reversiblen Arbeitsbetrag
Die Änderung in der Gibbs-Funktion in einem System ist sowohl von den Anfang- und Endzuständen des Systems als auch vom Prozessweg abhängig.
Die Gibbs-Energie ist eine Zustandsgrösse, deswegen ist die Differenz zwischen zwei Zuständen nicht vom Prozessweg abhängig.
Die richtige Antwort ist 'Falsch'
Die Gibbs Energie eines reinen Stoffes nimmt für jeden isothermen Prozess immer mit steigendem Druck zu.
Wahr
Diese partielle Ableitung gilt. Weil V immer positiv ist (es gibt keine negative Volumen) muss die Gibbs-Energie mit steigendem Druck bei konstanter Temperatur zunehmen.
Die richtige Antwort ist 'Wahr'
Für einen reinen Stoff, modelliert als ideales Gas, hängen Enthalpie, innere Energie und Entropie nur von der Temperatur ab.
Die Siedetemperatur von flüssigem Wasser steigt mit steigendem Druck
Diese Gleichung gilt für die Dampfdruckkurve. Delta h und Delta v sind bei der Verdampfung beide positiv.
Die richtige Antwort ist 'Wahr'.
In Phasengleichgewicht bei gegebener Temperatur und Druck sind die Gibbs Energien der beiden Phasen gleich gross.
Wasser und Schwefelsäure (H2SO4) bilden eine ideale Mischung.
Diese Mischung hat eine sehr grosse Mischungsenthalpie, z.B. hier bei 294 K. Deswegen ist sie keine ideale Mischung oder ideale Lösung.
Die richtige Antwort ist 'Falsch'.
Als Bedingung für das Membrangleichgewicht bei konstantem Volumen und Temperatur müssen die Molanteile der Komponente i (für die die Membran durchlässig ist) auf beiden Seiten der Membran gleich gross sein.
Korrekt, im Gleichgewichtszustand sind die beiden chemischen Potentiale gleich gross, nicht die Molanteile.
Komponente i eines Gemisches mit einer Molmasse grösser als die Molmasse des Gemisches wird einen Molanteil besitzen, der tiefer als ihr Massenanteil ist, d.h.
so sieht man den Einfluss von Molmasse einer Komponente auf das Verhältnis zwischen Massen- und Molanteile.
Das Herstellen eines homogenen Gemisches aus den einzelnen Komponenten ist ein irreversibler Prozess.
Irreversibilitäten erhöhen den Betrag der Arbeit, die für die Entmischung einer Mischphase notwendig wäre.
Bei der isothermen und isobaren Mischung zweier Flüssigkeiten die eine positive Mischungsenthalpie,
, besitzen, muss Wärme abgeführt werden.
Hier sehen wir, dass für eine positive Mischungsenthalpie Wärme zugeführt werden muss um die Temperatur konstant zu halten.
Für eine ideale Lösung betragen
und
gleich Null.
Meistens wird der Begriff "ideale Lösung" für ein Flüssigkeitsgemisch verwendet, das kein ideales Gas ist, aber sich sonst ideal verhält.
Für ein ideales Gasgemisch gilt
Für ein ideales Gasgemisch sind
Die Energien sind dann auch nur Funktionen der Temperatur und deswegen können die Wärmekapazitäten auch als "gewichtete" Summe der Werte der Komponente berechnet werden:
Beim natürlich ablaufenden Ausgleichsprozess in Zusammenhang mit einem Membrangleichgewicht muss stets
gelten.
Um Membrangleichgewicht zu erreichen fliesst ein Stoff von der Seite mit hohem chemischen Potential zur Seite mit tiefem chemischen Potential. Das chemische Potential muss aufgrund der Erhöhung in Stoffmenge ansteigen, um das chemische Potential-Gradient abzubauen. Mathematisch heisst dies:
Die Mischungsentropie bei der isothermen und adiabaten Mischung idealer Gase in einem geschlossenen System beträgt gleich null.
Der Mischungsprozess baut Gradienten ab, ist irreversibel und produziert Entropie. Deswegen ist die Mischungsentropie positiv.
Kurzantworten:
Was ist das chemische Potenzial?
Warum gibt es einer Entropiezunahme bei der isothermen und adiabaten Gemischbildung idealer Gase
Geben sie die Definition für ein ideales Gasgemisch an
Ein ideales Gasgemisch besteht aus idealen Gasen und hat folgende Eigenschaften:
- ideales Gas: Eigenvolumen der Moleküle haben keinen Einfluss, keine Wechselwirkung zwischen den Molekülen
- Im Gemisch: keine Interaktionen zwischen den unterschiedlichen Komponenten des Gemisches.
Warum gibt es eine Entropiezunahme bei der isothermen und adiabaten Gemischbildung idealer Gase
Die Mischungsentropie ist positiv, weil die Komponenten-Drücke auf die tieferen Partialdrücke sinken, und
Mischung ist irreversible und Entmischung braucht Arbeitszufuhr.
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