Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

Die molare isobare Wärmekapazität C )
)
C
mp
(N
Damit wird
Q
isobar
2
fges(N2
) + 2
) = R
2
= nC
mp
( T
2
1
m
=
7
2
⋅
mp (N2
bestimmt sich aus fges
(N2
zu
8,31 Jmol
Wärmelehre - 4 -
Prüfungsaufgabe 15
−1
K
−1
−T
) = 0,
64 mol ⋅ 29,10 J mol
=
−1
29,10 Jmol
K
−1
−1
K
−1
⋅(297
− 276) K
Die bei Aufsteigen und Aufwärmen insgesamt
zugeführte Wärme ist damit
Q
12
Bei einem isentropen
Prozess in einem adiabaten System wird keine Wärme
ausgetauscht, also
∗
Q isentrop =
∗
isobar
= 372 J
= Q + Q
= 2 072 J
0 J
Q = nC
( T − T
)
auf 2
Man muss zunächst Temperatur T 3 bestimmen, die sich nach Aufsteigen einstellt.
Die Isentropengleichu ng,
die Druck und Temperatur miteinander verknüpft, liefert für
die Zustände ' 1'
und ' 3'
κ
1
isotherm
(d) 1. Teilprozess:
1−
κ
3
isobar
κ
3
= 1700J
+
372J
Rasches Aufsteigen ohne Wärmeaustausch – isentrope Abkühlung auf T 3
2. Teilprozess:
Isobare Erwärmung von T3 T
p
1−
κ
1
dabei gilt
p
3
T
= p
0
= p
mp
2
T
3
Der Isentropenexponent κ ( N2
) ergibt sich aus der Zahl der Freiheitsgrade eines
Moleküls (bestimmt in Teilaufgabe (c)) zu
f
κ(
N2
) =
f
Damit wird
T
3
ges
⎛ p1
⎞
=
⎜
⎟
⎝ p0
⎠
= 203 K
( N2
) + 2
=
( N )
ges
1−
κ
κ
T
1
2
7
5
=
1,
40
1−1,4
2,96 1,4
⎛ bar ⎞
= ⎜ ⎟
⎝ 1,00 bar ⎠
277K
= 0,733 ⋅ 277K