Kinetik at TU München

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2.23 Leitfähigkeit

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2.22 Prinzip Ostwald-Viskosimeter

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2.21 Newton'sche und nicht-Newton'sche Fluide

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2.20 Viskosität Was beeinflusst die Viskosität?

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2.19 Wärmedurchgangskoeffizient u

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2.18 Wärmetransport: Fourier'sches Gesetz

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2.17 Wärmeleitfähigkeit => Mechanismen

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2.16 2. Fick'sches Gesetz

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2.15 Wieso ist eine Richtungskorrektur nötig für diffundierte Teilchen?

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2.14 Maxwellsche Geschwindigkeitsverteulung als Funktion der Geschwindigkeit

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2.13 Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung - Formel - Warum nötig

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2.24 Transportgleichung elektrischer Leitfähigkeit

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Exemplary flashcards for Kinetik at the TU München on StudySmarter:

Kinetik

2.23 Leitfähigkeit
a) metallisch oder halbleitende Festkörper: Elektronen als Ladungsträger

b) flüssige Elektrolyte:Ladungstransport durch gerichtete Bewegung von Ionen => Ionen dissozieren zu Anionen u Kationen

c) nichtmetallischer Festkörper/Festkörperelektrolyte: Ladungstransport beruht auf Fehlstellen im Festkörper, die sich bewegen bzw. transportiert werden => Ionenkristalle

Kinetik

2.22 Prinzip Ostwald-Viskosimeter
Gemessen wird die Zeitspanne, in der die obere Grenze des Flüssigkeitsvolumens (delta V) von der Markierunge “hoch” auf “tief” absinkt

Kinetik

2.21 Newton'sche und nicht-Newton'sche Fluide
Newton’sches Fluid: Viskosität ist eine Stoffkonstante und nur von Temperatur und Druck abhängig

Nicht-newton’sche Fluid: Viskosität ist auch von der Schergeschwindigkeit abhängig

-dilatant
-newton’sches Verhalten
-pseudoplastisch

Kinetik

2.20 Viskosität Was beeinflusst die Viskosität?
Def: Maß für die innere Reibung in einem Fluid

Ursprung/Einfluss: Wechselwirkungen zwischen den Teilchen bzw Molekülen eines Fluids (Kohäsionswechselwirkungen)

Kohäsionskräfte: Wechselwirkung zwischen Molekülen in einer Phase
Adhäsionskräfte: Wechselwirkungen zwischen Molekülen und Teilchen des Feststoffs

Kinetik

2.19 Wärmedurchgangskoeffizient u
u = Wärmedurchgang durch ein Bauteil

u = k_T/ delta x

k_T = Wärmeleitfähigkeit [J/K*m*s]
delta x = Wandstärke [m]
[u] = J/K*m^2*s = W/Km^2

J_Q = U (T2- T1)
T2: Innentemperatur
T1: Außentemperatur

Kinetik

2.18 Wärmetransport: Fourier'sches Gesetz
J_x = -k_T dT/dX (= 1/Fläche dq/dt)

k_T: Wärmeleitfähigkeit [J/kms]

Fluss ist die Wärmemende, die pro Zeiteinheit durch gedachte Fläche fließt

k_T = 1/3 lamda v~quer ……..

Kinetik

2.17 Wärmeleitfähigkeit => Mechanismen
Transportiert wird Energie => Transport über:

– WÄRMELEITUNG/KONDUKTION = Diffusiver Energietransport in Festkörpern oder Fluiden durch:
– mikroskopische Bewegung von Atomen bzw Molekülen in Fluiden = Teilchenstöße
– Gitterschwingungen (Phononen) in Festkörpern
– Freie Elektronen (Elektronengase) in elektrisch leitenden Medien

– KONVEKTION = Mitführung von Wärme in strömenden Flüssen oder Gasen
– WÄRMESTRAHLUNG = Wärmeaustausch durch elektromagnetische Strahlung im IR- Wellenlängenbereich

Kinetik

2.16 2. Fick'sches Gesetz
delta*c (x,t)/ delta*t = D*delta*c^2(x,t)/delta*x^2 bzw

d(N/V)/dt = D* d^2 (N/V)/dx^2

– beschreibt die Zeitliche Entwicklung eines Konzentrationsgradienten (Konzentrationsausgleich)

=> negative Krümmung (Berg) => zeitliche Abnahme von c
=> positive Krümmung (Tal) => zeitliche Zunahme von c

Kinetik

2.15 Wieso ist eine Richtungskorrektur nötig für diffundierte Teilchen?
Gestrichelte Linie: Man betrachtet erst nur Teilchen, die von links nach rechts diffundieren und nicht stoßen, parallel zu x-Achse
kollisionsfreie Teilchenbewegung von x=-lamda nach x=0 Teilchen, deren Bahnen aber nicht parallel zur X-Achse verlaufen, können nicht ohne Kollision mit anderen Teilchen die Flussebene x=0 erreichen
=> daher beim Gesamtfluss Korrekturfaktor von 2/3

Kinetik

2.14 Maxwellsche Geschwindigkeitsverteulung als Funktion der Geschwindigkeit
Graph:
Y-Achse Verteilung f(V)
x-Achse Geschwindigkeit v

schmaler hoher Peak mit niedriger Geschwindigkeit: niedrige Temperatur bzw hohe Molmasse

mittlerer Peak: mittlere Temperatur bzw mittlere Molmasse

flacher Peak: hohe Temperatur bzw kleine Molmasse

=> hohe Molmasse: Schmale Verteilung, kleine Molmasse: breite Verteilung + Maximum verschiebt sich an höhere Temperatur
Durchschnittsgeschwindigkeit v_quer = SQRT(s*k_s*T/pi*m)

Kinetik

2.13 Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung - Formel - Warum nötig
f(vx) = (m / 2*pi*k_s*T)^1/2 *e^(mvx^2)/(2k_sT)

T: Temp [K]
m: Masse [kg]
ks: Boltzmann-Konstante [J/K]
Vx: Geschwindigkeitskomponente in X-Richtung [m/s]

– hängt ab von Temperatur und Masse des Teilchens
– beschreibt die statistische Verteilung der Teilchengeschwindigkeiten in einem idealen Gas

Kinetik

2.24 Transportgleichung elektrischer Leitfähigkeit
J = -k * d phi / dx

k = 1/rho? = L / RA

k: spezifische Leitfähigkeit [1/Ohm*m = Sm^-1]

rho?: spezifischer Widerstand [Ohm*m]
L: Abstand zw Widerstand [m]
R: elektrischer Widerstand [Ohm]
A: Querschnittsfläche der Elektroden [m^2]

phi= E_pot /q
e_pot: potentielle Energie [J]
q: Ladung [C]

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