Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

Wärmelehre – Prüfungsaufgabe 14
Um die Zusammensetzung der Luft in großer Höhe zu untersuchen, wird mit einem
Versuchsballon ein sehr gut evakuiertes, festes Gefäß in die Höhe von H = 30 km
über die Erdoberfläche gebracht und dort geöffnet. Der Gasdruck in dieser Höhe
wurde zu 13 hPa bestimmt.
p
1 =
Nach Verschließen des Gefäßes in Versuchshöhe und anschließender Rückkehr der
Kapsel auf die Erde, wurde der Inhalt des Gefäßes (Volumen V = 0,50 l ) untersucht.
Der Innendruck im Gefäß wurde bei der Temperatur ϑ0 = C zu 0 18 hPa
bestimmt.
= p
(a) Welche Temperatur ϑ herrschte in der Höhe H = 30 km ?
1
25 o
(b) Welche Teilchenmenge des Gases befindet sich in dem Gefäß? Geben Sie die
Stoffmenge n und die Anzahl der Moleküle N an.
(c) Das Gas setze sich vereinfachend nur aus N2 - und aus 2 -Molekülen
zusammen. Berechnen Sie die mittleren Geschwindigkeiten für diese beiden
Molekülsorten in der Höhe
O
vm
H .
(d) Beim Niederholen der Kapsel und Aufwärmen auf Umgebungstemperatur
25 C wird dem Gas im Gefäß die Wärme Q zugeführt. Berechnen Sie Q
für die Gasmischung des noch unbekannten Mischungsverhältnisses.
o
ϑ0
=
(e) Anschließend wird die Masse des Gases in dem Gefäß mit m = 10,35 mg
bestimmt. Bestimmen Sie die mittlere Molmasse M ( ges)
der Gasmischung.
Berechnen Sie daraus das Mengenverhältnis von und . O
N2 2
Molare Massen: M(
N ) = 28,01gmol
, M(
O ) = 31,99 gmol
.
2
−1
Wärmelehre - 1 -
Prüfungsaufgabe 14
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