Wärmelehre Prüfungsaufgaben Günther Kurz - gilligan-online

Wärmelehre – Prüfungsaufgabe 16 – Musterlösung
Die Zustandsgrößen für den Anfangszustand ' A'
und den Endzustand 'E'
des
Aufwärmvorgangs sind
p = p = 1,
0 bar
p = p = 1,
0 bar
V
A
A
auß
= 0, 95 ⋅V
= 0,
95 ⋅ 2000 m
A 280,
2 = T
prall
K
3
V
E
E
= V
auß
prall
= 2000 m
(a) Der Aufwärmvorgang soll ohne Druckänderung, also ’isobar‘ erfolgen. Die
Zustandsgleichung eines idealen Gases
pV = nRmT
liefert für eine isobare Zustandsänderung
V
T
= const.
Die Temperatur im Zustand 'E'
ergibt sich damit aus der Forderung
also
V E
=
T
T
E
E
V
T
A
A
V V
E
prall
= ⋅TA
= ⋅T
V 0,
95 ⋅V
=
A
294,9 K
prall
A
=
1
0,95
Die Endtemperatur auf der CELSIUS-Skala ist
294,9 K
ϑE = ( − 273,
2)
K
= 21,7
o
C
Zwischenüberlegung
o
C
.
⋅ 280,2 K
Die Teilaufgaben (b), (c) und (d) sind nicht unabhängig voneinander. Die Änderung
der Inneren Energie Δ U , die umgesetzte Wärme QAE
und die umgesetzte Arbeit
sind über den 1. Hauptsatz miteinander verkoppelt.
WAE
Δ U = U −U
= Q + W
E
A
AE
AE
Hat man zwei der drei physikalischen Größen Δ U , QAE und WAE
unabhängig
voneinander bestimmt, dann erhält man die dritte Größe aus dem 1. Hauptsatz. Zur
Probe kann natürlich dann diese dritte physikalische Größe ebenfalls unabhängig
bestimmt werden.
Wärmelehre - 3 -
Prüfungsaufgabe 16
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