Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz at Hochschule Mannheim

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Welche Systeme gibt es, wie unterscheiden sie sich?

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Thermodynamische Systeme sind durch Größen gekennzeichnet, zwischen welchen zwei Sorten wird unterteilt?

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Ideales Gas, Eigenschaften, Unterschied zu realem Gas?

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Nennen Sie die drei Energieformen!

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Wie kann man Energie in thermodynamischen Systemen verändern?

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Wie kann man Entropie verändern?

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Woran kann man erkennen, dass etwas irreversibel ist?

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Was sind nahezu reversible Prozesse?

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Was sind sehr stark irreversible Prozesse?

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Was sagt der 1. Hauptsatz der Thermodynamik aus?

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Unterschiede Wärmekraftmaschine/ umgedrehte Wärmekraftmaschine?

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Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Welche Systeme gibt es, wie unterscheiden sie sich?

Offenes System

  • keine Grenzen
  • Energie- & Stofftransport


Geschlossenes System

  • Energietransport aber kein Stofftransport


Abgeschlossenes System

  • kein Energie- & Stofftransport

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Thermodynamische Systeme sind durch Größen gekennzeichnet, zwischen welchen zwei Sorten wird unterteilt?

  • intensive Zustandgrößen --> ändern sich bei Aufteilung des Systems nicht (Druck, Temperatur)
  • extensive Zustandgrößen --> ändern sich bei Aufteilung des Systems (Volumen, Stoffmenge, innere Energie)

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Ideales Gas, Eigenschaften, Unterschied zu realem Gas?

  • homogen, geradlinige Bewegungen 
  • keine anziehenden/ abstoßenden Kräfte 
  • Wann kann man mit Formeln für ideales Gas rechnen?
    --> niedriger Druck, hohe Temperatur (da sich Teilchen gegenseitig beeinflussen)

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Nennen Sie die drei Energieformen!

  • kinetische Energie
  • potentielle Energie
  • innere Energie (alles außer ersten beiden!)

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Wie kann man Energie in thermodynamischen Systemen verändern?

Durch ...

  • Wärmezu-/ abfuhr --> auch Änderung Entropoe
  • Arbeit
  • Stofftransport

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Wie kann man Entropie verändern?

  • Wärmetransport
  • Materie
  • Irreversibilität --> Entropie entsteht dadurch ständig

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Woran kann man erkennen, dass etwas irreversibel ist?

  • An Interaktion mit Umwelt (Umgebung nach reversiblen Prozess unverändert, bei irreversiblen nicht!)
  • reversible Prozesse sind Idealzustand, wichtig zu wissen wie weit von Idealzustand entfernt!

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Was sind nahezu reversible Prozesse?

langsame, mechanische Prozesse (z.B. sehr langes Fadenpendel)

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Was sind nahezu reversible Prozesse?

langsame, mechanische Prozesse (z.B. sehr langes Fadenpendel)

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Was sind sehr stark irreversible Prozesse?

Ausgleichsprozesse --> Potentialausgleich (Konzentration, Ladungsausgleich, Temperatur)

  • Elektr. Potential
  • chem. Potential
  • mechan. Potential

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Was sagt der 1. Hauptsatz der Thermodynamik aus?

Energieerhaltungssatz

  • Perpetuum mobile 1. Grades widerspricht 1. Hauptsatz
  • nur durch Beobachtung, kein Beweis

Klausurfragen Technische Physik - Sven Schmitz

Unterschiede Wärmekraftmaschine/ umgedrehte Wärmekraftmaschine?

Wärmekraftmaschine

  • macht aus Wärme mechanische Energie (Arbeit) --> Ausnutzung Bestreben der Wärme von Gebieten höheren zu niedrigeren Temperaturen zu fließen
  • Dampfmaschine, Dampfturbine, Verbrennungsmotore

Umgedrehte Wärmekraftmaschine

= Wärmepumpe --> macht aus Arbeit Wärme

= Kältemaschine --> nutzt Arbeit, um Wärme irgendwo rauszuziehen


Wenn Wärmekraftmaschine (rechtsdrehend im p-V-Diagramm) und eine linksdrehende (Wärmepumpe, Kältemaschine) gekoppelt werden --> keine Veränderung in Umgebung --> Bedingung für Reversibilität


Entropie (Zustandsgröße) = Wärme (Prozessgröße)/ Temperatur (Zustandsgröße)

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