Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

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Wärmelehre – Prüfungsaufgabe 16 Eine Traglufthalle hat, prall aufgeblasen, ein Volumen V = 2000 m . Die Hülle sei abgeschlossen und dicht, es soll keine Luft entweichen oder zugeführt werden können. Der Druck in der Halle sei stets gleich dem Außendruck auß 1, 0 bar ; dieser Druck ändere sich bei den im Folgenden angegebenen Prozessen nicht. = p In der Halle wird eine Anfangstemperatur ϑA = C gemessen. Die Hülle ist dabei schlaff und die eingeschlossene Luft nimmt 95 % des Prallvolumens ein. Anschließend wird die Halle durch Heizlüfter erwärmt; dabei strafft sich die Hülle. Die Heizung wird abgeschaltet, wenn das Luftvolumen gleich dem Prallvolumen geworden ist. Wärmeverluste nach außen sollen vereinfachend unberücksichtigt bleiben. Luft besteht im wesentlichen aus zweiatomigen Molekülen (also Sauerstoff und Stickstoff). Bestimmen Sie für den beschriebenen Aufwärmvorgang mit den genannten Vereinfachungen. 7 o (a) Die Endtemperatur ϑE der Hallenluft. (b) Die von den Heizlüftern aufzubringende Wärme QAE . (c) Die verrichtete Volumenänderungsarbeit WAE . (d) Die Änderung der Inneren Energie U . Wärmelehre - 1 - Prüfungsaufgabe 16 prall 3
Wärmelehre – Prüfungsaufgabe 16 – Kurzlösungen (a) Endtemperatur T 294,9 K bzw. ϑE = C . E = (b) Teilchenmenge n = 8,16 ⋅10 mol . 4 o 21,7 Anzahl der Freiheitsgrade f (zweiatomig) = 5 . ges Molare isobare Wärmekapazität C (zweiatomig) = 29,10 Jmol K . Aufzubringende Wärme (Heizlüfter) Q = 34,9 ⋅10 J. (c) Volumenänderungsarbeit (isobarer Prozess) W = − 10,0 ⋅10 J. (d) Molare isochore Wärmekapazität C (zweiatomig) = 20,78 Jmol K . mp mv AE Änderung Innere Energie ΔU = 24,9 ⋅10 J . Wärmelehre - 2 - Prüfungsaufgabe 16 6 AE 6 6 −1 −1 −1 −1
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Idee: Jürgen Gilg Gestaltung: Simo
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(c) Bestimmung der Temperatur T2 Be
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Die molare isobare Wärmekapazität
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m M ( N 2 ) = M ( N ) m r 2 = 4,67
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Die abgegebene Arbeit wird (das Vor
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Für eine isobare Erwärmung gilt s
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Probe Die Änderung der Inneren Ene
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und die Anzahl der Moleküle wird d
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