Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

Wärmelehre – Prüfungsaufgabe 07
In einem Zylinder ist ein Volumen V durch einen leicht verschiebbaren Kolben
0
abgeschlossen. In diesem Volumen V befindet sich die Teilchenmenge n = 1 mol
des Gases Stickstoff ( N2) bei der Anfangstemperatur ϑ 0 = 0 und dem
Anfangsdruck 1,
0 bar .
p
0 =
Das Gas wird nacheinander drei Zustandsänderungen unterworfen
0
1
Prozess '0'→'1 ' : Isentrope Kompression auf das Volumen V 1 = V0
.
5
Prozess '1' →'2' : Abkühlung bei konstantem Volumen 1 auf die V
o C
Anfangstemperatur, also auf ϑ = ϑ = C .
Prozess '2'→'3' : Isentrope Entspannung auf den Anfangsdruck,
also auf p = p = 1,
0 bar.
3
Für sämtliche genannten Prozessen darf Stickstoff als ideales Gas (zweiatomiges
starres Hantelmodell) behandelt werden.
(a) Skizzieren Sie qualitativ diese drei Prozesse in einem Diagramm.
(b) Welche Temperatur ϑ 1 und welcher Druck 1 stellt sich nach der Kompression
ein?
p
'0'→'1' (c) Welche mechanische Volumenänderungsarbeit W01
wurde an dem Gas beim
Übergang vom Zustand ‘0’ in den Zustand ‘1’ verrichtet?
(d) Welcher Druck p stellt sich nach der Abkühlung '1' →'2'
ein?
2
(e) Welche Endtemperatur ϑ stellt sich nach der Entspannung '2'→'3' ein?
3
(f) Berechnen Sie die Differenz zwischen zugeführter und abgegebener
Volumenänderungsarbeit für den Gesamtprozess.
0
Wärmelehre - 1 -
Prüfungsaufgabe 07
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0 o