Worin unterscheidet sich das subjektive Temperaturempfinden von der objektiven Temperaturmessung?
Subjektiv: Von Person zu Person unterschiedlich, Objektiv: Genauer Wert gemessen durch Messinstrumente.
Welche Eigenschaften von Stoffen nützt man bei der Temperaturmessung aus?
Ausdehnung bei Erwärmung, Elektrischer Widerstand, Thermoelektrischer Effekt, Strahlung
Wie wird eine Temperaturskala festgelegt?
Festlegung von Fixpunkten, absoluter Nullpunkt ist 0 K, Tripelpunkt 273.16 K, Definition der Abstände, Anstand zwischen Fixpunkten in gleiche Teile einteilen
Welche Einheit im SI besitzt die Temperatur?
Kelvin
Wie ist die Celsiusskala definiert?
Wasser gefriert -> 0 °C, Wasser siedet -> 100 °C
In welcher Weise unterscheidet sich die Celsiusskala von der Fahrenheitskala?
Fixpunkte: Wasser gefriert -> 32 °F, Körpertemperatur Mensch -> 96 °F, Abstände in der Skala: 1 °C = 1.8 °F
Was versteht man unter einem Maximumthermometer?
Die jeweils höchste gemessene Temperatur wird immer angezeigt, auch wenn das Thermometer abkühlt
Wozu dienen Gasthermometer?
Eichung anderer Thermometer
Welche Thermometer nützen elektrische Eigenschaften aus?
Thermoelement, Thermosäule, Widerstandsthermometer
Mit welchem Thermometer kann man sehr hohe Temperaturen messen?
Pyrometer / Strahlungsthermometer
Was versteht man unter der Brown'schen Bewegung?
Staubpartikel die sich in Wassertropfen bewegen
Wodurch entsteht die Brown'sche Bewegung?
Moleküle sind in ständiger Bewegung und stoßen aufeinander
Was versteht man unter thermischer Bewegung?
Die ungeordnete Bewegung der Atome und Moleküle
Was beschreibt die Temperatur eines Stoffes?
Die thermische Bewegung der Atome und Moleküle eines Körpers
Was versteht man unter Diffusion?
Gasmoleküle befinden sich in ständiger Bewegung
Was kann durch die Diffusion bewiesen werden?
Die Diffusion erfolgt umso rascher, je kleiner die Molekülmassen sind und je höher die Temperatur ist
Bei welchen Anwendungen wird die Diffusion genutzt?
Erzeugung von niedrigen Drücken, Erzeugung von Halbleiterbausteinen, Trennung von Isotopengemischen
Was versteht man unter Osmose?
Wasser diffundiert durch eine Membran in die Salzlösung, im Bestreben, einen Konzentrationsausgleich herbeizuführen
Wodurch kommt der osmotische Druck zustande?
Auf der Lösungsseite stellt sich ein Überdruck ein
Erkläre die Isotopentrennung durch Diffusion.
Das unter Hochdruck stehende Gasgemisch lässt man an einer Membran entlangströmen, auf deren Rückseite ein niedrigerer Gasdruck herrscht. Aufgrund des Druckgefälles diffundieren die Gasmoleküle durch die Membran. Schwerere Moleküle haben eine kleinere Diffusionsgeschwindigkeit als die Leichteren, dadurch reichert sich die leichtere Gaskomponente an der Rückseite der Membran an.
Was versteht man unter linearer Wärmeausdehnung?
Die Ausdehnung delta L, die ein Körper in Bezug auf seine Länge L erfährt
Wodurch wird die Wärmeausdehnung verursacht?
Durch Zunahme von kinetischer Energie und dadurch bewegen sich die Teilchen mehr
Wozu kann Invar verwendet werden?
Messinstrumente
Warum können Stahl und Beton miteinander verarbeitet werden?
Gleiche Ausdehnungskoeffizienten
Was ist ein Bimetallstreifen? Welche Eigenschaften besitzt er?
Zwei aufeinandergelötete Blechstreifen aus verschiedenen Metallen, die sich bei gleicher Erwärmung unterschiedlich ausdehnen. Bei Erwärmung krümmt sich das Konstrukt
Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem linearen und dem räumlichen Ausdehnungskoeffizienten?
Der räumliche Ausdehnungskoeffizient eines festen Körpers beträgt das Dreifache seines linearen Ausdehnungskoeffizienten
Wodurch unterscheidet sich die Wärmeausdehnung der Gase und Flüssigkeiten von der der Festkörper?
Bei Erwärmung einer Flüssigkeit in einem Gefäß erhält man nur die scheinbare Ausdehnung der Flüssigkeit. Um die wahre Ausdehnung zu erhalten, muss man die Volumsvergrößerung des Gefäßes mit einbeziehen
Wie ändert sich die Dichte mit der Temperatur?
Da sich mit der Temperatur auch das Volumen ändert, ist auch die Dichte eine temperaturabhängige Größe
Was versteht man unter der Anomalie des Wassers? Worin besteht ihre Ursache?
Beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand sinkt die Dichte. Wasser besitzt bei 4 °C die größte Dichte
Was versteht man unter den Zustandsgrößen eines Gases?
Volumen, Temperatur, Druck
Was versteht man unter einem idealen Gas?
Ein ideales Gas denkt man sich aus punktförmig kleinen Teilchen, zwischen denen keinerlei Kräfte auftreten
Wie lautet das Gesetz von Boyle-Mariotte?
p * V = const
Welche Bedingung gilt für eine isotherme Zustandsänderung?
Temperatur bleibt konstant
Wodurch unterscheiden sich die Isothermen eines idealen und eines realen Gases? Worin besteht die Ursache für diesen Unterschied?
Die Voraussetzungen für ein ideales Gas sind bei stärkerer Kompression nicht mehr gegeben, da der Abstand der Gasteilchen so gering wird, dass Kräfte zwischen ihnen auftreten. Kräfte widersetzen sich einer Abstandsverringerung und damit einer weiteren Kompression. Die Isotherme eines realen Gases deckt sich mit einem idealen Gas bis zu einem bestimmten Druck. Ab diesem Punkt verläuft die Kurve des realen Gases steiler
Wie lautet das Gesetz von Gay-Lussac?
V / T = const
Welche Bedingung gilt für eine isobare Zustandsänderung?
Druck bleibt konstant
Wie groß ist der räumliche Ausdehnungskoeffizient von Gasen?
0.00366 °C-1
Wie lautet das Gesetz von Amontons?
p / T = const
Welche Bedingung gilt für eine isochore Zustandsänderung?
Volumen bleibt konstant
Was versteht man unter einer Isochore?
Ein Prozess bei dem das Volumen konstant bleibt
Wie lauten die drei Formen der Zustandsgleichung idealer Gase?
p * V = const, V / T = const, p / T = const
Was versteht man unter einem Mol?
1 Mol ist jene Menge einer Substanz, die gleich viele Teilchen enthält wie 12g des Kohlenstoffisotops C12
Wie groß ist die atomare Masseneinheit?
1.66 * 10-27 kg
Welchen Wert besitzt die Loschmidtkonstante?
6.022 * 1023 mol-1
Was versteht man unter der molaren Masse?
Die molare Masse eines Stoffes MMol ist die Masse von 1 mol
Wie sind die Standardbedingungen definiert?
Temperatur: 25 °C, Druck: 1 bar, Konzentration: 1 mol / L
Welches Volumen nimmt 1 mol eines Gases unter Standardbedingungen ein?
22.41 dm³
Wie ist die Boltzmannkonstante festgelegt?
p * V = N * k * T, Das Produkt aus Druck und Volumen eines Gases ist proportional dem Produkt aus Temperatur und Teilchenanzahl, Der Proportionalitätsfaktor k heißt Boltzmannkonstante
Wie lautet das Gesetz von Dalton?
Der Gesamtdruck eines Gasgemisches ist gleich der Summe der Partialdrücke seiner Einzelgase, Der Partialdruck ist der Druck, den ein Einzelgas ausübt, wenn es den Gesamtraum des Gasgemisches allein ausfüllt
In welcher Form kann Energie übertragen werden?
Arbeit, Wärme
Worin unterscheidet sich die Energieübertragung durch Arbeit von jener durch Wärme?
Arbeit -> Kraft wirkt auf Körper, Wärme -> Temperaturunterschied zwischen 2 Systemen
Was versteht man unter Wärmemenge?
Den Betrag, um den sich die innere Energie erhöht
Von welchen Größen hängt die Wärmemenge ab?
Masse, Spezifische Wärmekapazität, Temperaturänderung
Was gibt die spezifische Wärmekapazität an?
Jene Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 kg eines Stoffes um 1 K zu erhöhen
Was versteht man unter molarer Wärmekapazität?
Wenn man die Wärmekapazität nicht auf 1 kg, sondern auf die Stoffmenge 1 mol bezieht
Wozu dient ein Kalorimeter?
Misst Wärmeänderung oder die Wärmemenge die in chemischen / physikalischen Prozessen freigesetzt / absorbiert wird
Was versteht man unter dem mechanischen Wärmeäquivalent?
Direkte Umwandlung zwischen mechanischer Arbeit & Wärme
Was versteht man unter der Kalorie?
Einheit der Energie, Oft für Energie verwendet, die durch Nahrung, Getränke, körperliche Aktivität aufgenommen / verbrannt wird
Welche Größen müssen bekannt sein, damit man mithilfe eines Mischungskalorimeters die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes bestimmen kann?
Masse des Stoffes, Anfangstemperatur des Stoffes, Endtemperatur des Stoffes, Masse des Wassers im Kalorimeter, Anfangstemperatur des Wassers, Endtemperatur des Wassers
Was versteht man unter dem Wasserwert eines Kalorimeters?
Es ist ein Maß für seine Wärmekapazität, Er stellt die Menge an Wärme da, die benötigt wird, um das Kalorimeter um ein Grad Celsius zu erwärmen, Ausgedrückt in der Äquivalenzmenge Wasser
Wodurch erfolgt der Energiegewinn bei der Kernspaltung, wodurch bei der Kernfusion?
Kernspaltung: Schwerer Atomkern durch Beschuss mit Neutronen gespalten, Kernfusion: Verschmelzen zwei leichter Atomkerne zu einem schwereren Kern, Teil der Masse der ursprünglichen Kerne in Energie
Wie nennt man einen chemischen Prozess, bei dem Energie freigesetzt wird?
Exotherme Reaktion
Wie ist der spezifische Heizwert definiert?
Welche Wärmemenge wird frei, wenn 1 kg einer Substanz vollständig verbrannt wird
Was versteht man unter der Verbrennungswärme?
m * H, Masse * Heizwert
Wie lautet der 1. Hauptsatz der Wärmelehre?
Zunahme innere Energie = zugeführte Wärme + zugeführte Arbeit
Warum sind bei einem Gas zwei Wärmekapazitäten zu beachten?
Weil man zwischen konstanten Volumen und konstantem Druck unterscheiden muss
Um welchen Wert unterscheiden sich Cp und CV?
Die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck Cp ist größer als die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen CV, Bei konstantem Druck wird zusätzliche Energie benötigt, um das Volumen des Gases gegen den äußeren Druck zu erweitern, Diese zusätzliche Energie entspricht der universellen Gaskonstante R
Was versteht man unter einem Temperaturgefälle?
Unterschied in der Temperatur in zwei verschiedenen Bereichen oder über eine Distanz
Was sind die Voraussetzungen für die Wärmeleitung?
Min. zwei Stoffe, Temperaturdifferenz, Wärme geht von selbst vom wärmeren zum kälteren
Was versteht man unter dem Wärmestrom?
Wärmemenge die in einer gewissen Zeit übertragen wird
Kann ein Wärmestrom durch eine Wärmeisolierung verhindert werden?
Nein, nur gebremst
Unter welchen Bedingungen wird ein Wärmetransport als stationär bezeichnet?
Der Wärmestrom ändert sich nicht mit der Zeit, Temperaturdifferenz bleibt konstant
Was gibt die Wärmeleitfähigkeit an?
Sie gibt an, welcher Wärmestrom durch 1 m² einer 1 m dicken Schicht bei einer Temperaturdifferenz von 1 K übertragen wird
Welche Unterschiede bestehen zwischen Wärmeleitfähigkeit, Konvektion und Wärmestrahlung?
Wärmeleitfähigkeit: Wärmeübertragung durch festes Material durch Temperaturunterschiede, Konvektion: Wärmeübertragung in Flüssigkeiten & Gasen durch Bewegung von Molekülen, Wärmestrahlung: Wärmeübertragung durch elektromagnetische Wellen, kein Medium
Warum fühlt sich ein Metallstück kalt an, Hartschaum dagegen warm?
Metall -> gute Wärmeleitfähigkeit, Hartschaum -> schlechte Wärmekapazität, Metall absorbiert Wärme besser in sich hinein als Hartschaum und nimmt somit dem berührenden Körperteil schneller die Wärme weg
Warum sind poröse Stoffe im Allgemeinen schlechte Wärmeleiter?
Lufteinschlüsse in Poren, Unterbrechung der direkten Wärmeleitwege
Was versteht man unter Wärmeübergang?
Kommt ein fester Körper mit einer Flüssigkeit oder mit einem Gas in Berührung, so findet eine Wärmeübertragung statt
Erkläre den Wärmedurchgang durch eine Wand!
Wärmeübertragung von einem gasförmigen / flüssigen Stoff durch eine feste Wand zu einem zweiten gasförmigen / flüssigen Stoff, Der Wärmedurchgang besteht aus einer Kette von Wärmeübergängen & Wärmeleitung
Was versteht man unter Temperaturstrahlung?
Strahlung die ein Körper aufgrund seiner Temperatur emittiert, Jeder Körper strahlt ab 0 K
Welche Zustandsänderungen sind grundsätzlich möglich?
Flüssig - Fest -> Erstarren <- Schmelzen, Flüssig - Gasförmig -> Verdampfen <- Kondensieren, Fest - Gasförmig -> Sublimieren <- Resublimieren
Was versteht man unter dem Schmelzen?
Übergang von fest zu flüssig
Wie ist die spezifische Schmelzwärme eines Stoffes festgelegt?
Wärmemenge um 1 kg einer Substanz zu schmelzen
Warum schmilzt Eis bei Druckerhöhung?
Eis hat eine geringere Dichte als Wasser und beim Komprimieren durch erhöhten Druck bricht die Struktur des Eises auf
Was versteht man unter Erstarrungsverzug?
Wenn der Druck niedrig genug ist, kann es Minusgrade haben, die Flüssigkeit erstarrt aber nicht
Was versteht man unter dem Verdampfen?
Übergang von flüssig zu gasförmig
Wovon ist der Sättigungsdampfdruck abhängig?
Temperatur
Auf welche Arten kann das Verdampfen erfolgen?
Verdunstung, Sieden, Sublimation
Was versteht man unter der Verdunstungskälte?
Verdunstung ist endotherm, Energie wird aufgenommen -> Abkühlung
Wann siedet eine Flüssigkeit?
Siedepunkt muss erreicht sein, Dampfdruck = Umgebungsdruck, Je höher der Umgebungsdruck ist, desto höher ist der Siedepunkt
Welche Vorteile bietet ein Druckkochtopf?
Höherer Druck = höhere Siedetemperatur = schnelleres Kochen
Wie ist die spezifische Verdampfungswärme festgelegt?
Jene Wärmemenge die erforderlich ist, um 1 kg einer siedenden Flüssigkeit bei Normluftdruck zu verdampfen
Was versteht man unter Sublimation?
Übergang von fest zu gasförmig
Was alles kann aus dem Zustandsdiagramm des Wassers abgelesen werden?
Aggregatzustände, Phasengrenzlinien, Tripelpunkt, Kritischer Punkt, Sublimationskurve, Schmelzkurve
Unter welcher Voraussetzung kann ein Gas verflüssigt werden?
Kritische Temperatur: Höchste Temperatur, bei der ein Gas verflüssigt werden kann, Kritischer Druck: Muss bei der kritischen Temperatur auf das Gas ausgeübt werden, um es zu verflüssigen, Muss unter kritischer Temperatur & über kritischem Druck sein
Wie ist ein Kelvin definiert?
Ein Kelvin ist der 273.16-te Teil der Temperatur des Tripelpunktes von Wasser
Warum kann man den Tripelpunkt zur Festlegung einer Temperaturskala heranziehen?
Genauigkeit, nur durch exakte Bedingungen von Temperatur, Druck erreichbar
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