Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

Wärmelehre – Prüfungsaufgabe 02
In einem Behälter mit reibungsfrei verschiebbarem Kolben befinde sich bei einem
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Druck von 1 2 bar die Anzahl Moleküle des (idealen) Gases Stickstoff.
Die Moleküle besitzen insgesamt eine Innere Energie
= p
N = 10
U = 1500 J .
(a) Welche Stoffmenge n des Gases befindet sich im Behälter und welche
Temperatur T1
hat das Gas?
(b) Welche mittlere Geschwindigkeit (Wurzel aus dem mittleren
Geschwindigkeitsquadrat) hat ein Stickstoff-Molekül?
(c) Welches Volumen V1
nimmt das Stickstoff-Gas ein und welche Dichte ρ besitzt
es bei diesen Bedingungen?
Das Gas wird nun auf die Temperatur 2 308 K = T abgekühlt. Bei diesem Prozess
nimmt der Druck linear mit dem Volumen ab; dabei verdoppelt sich das
Anfangsvolumen.
(d) Skizzieren Sie diese Zustandsänderung in einem p, V -Diagramm.
(e) Welche Arbeit W12 wird vom Kolben verrichtet und welche Wärme 12 wird
umgesetzt? Wird diese Wärme dem Gas zugeführt oder vom Gas abgegeben?
Q
−1
Molmasse M ( N ) = 28 g mol .
2
Ein Stickstoffmolekül soll als starre Hantel behandelt werden.
Wärmelehre - 1 -
Prüfungsaufgabe 02