Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

Für eine isochore Zustandsänderung ( W 23 = 0 ) liefert der 1. Hauptsatz
ΔU
= Q + W
23
damit wird
23
23
23
23
mv ( T3
T2
Q = ΔU
= n C −
)
Aus der Anzahl der Freiheitsgrade der Helium-Atome ergibt sich die molare isochore
Wärmekapazität zu
C
mv
( He)
fges
( He)
= R
2
m
=
3
2
Die insgesamt zugeführte Wärme ist
Q zu = Q23
Q
zu
= 0,082 mol ⋅12,46
Jmol
= 680 J
⋅
8,31 Jmol
−1
K
−1
−1
K
−1
(664,7 K)
=
12,46
Jmol
(d) Es ist für die isobare Zustandsänderung '1' →'2' ( p const. )
W
12
= − p
V
2
∫
1
V
1
= 150 J
dV
= − p ( V
1
2
− V ) = − ( 10
1
5
Nm
−2
1 =
−1
K
−1
) ⋅(
0,5 − 2,0)
⋅10
Es ist für die isochore Zustandsänderung '2'→'3' ( V = V = const. )
(keine Volumenänderung ΔV 0 )
W23
=
0 J
23 =
Es ist für die isentrope Zustandsänderung
'3'→'1 '
(adiabates System, kein Wärmeaustausch, also ΔQ 31 = 0)
W
31
= ΔU
31
= − 455 J
= n C
mv
( T
1
−T
3
) = 0,082 ⋅mol
12,
46
2
Jmol
3
−1
K
−1
−3
m
3
( − 445 K)
Die insgesamt abgegebene mechanische Nutzarbeit in einen Zyklus wird damit
W = W + W + W
12
= − 305 J
23
31
=
( 150
+ 0 −
455)
Das negative Vorzeichen bestätigt, dass bei einem rechtsläufigen Kreisprozess
insgesamt Arbeit abgegeben wird.
Wärmelehre - 4 -
Prüfungsaufgabe 10
J