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Lernmaterialien für Grenzflächenwissenschaften an der TU Braunschweig

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TESTE DEIN WISSEN
Was ist ein Thermodynamisches System?
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TESTE DEIN WISSEN
  • Beliebige Menge Materie, die durch gedachte oder physikalische Wände abgegrenzt ist und durch makroskopische Zustandsgrößen eindeutig und vollständig beschrieben werden kann
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist eine Phase und wie wird sie unterteilt?
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TESTE DEIN WISSEN
  • In einer Phase sind die makroskopischen Eigenschaften gleich: homogen
  • Sind die Eigenschaften ungleich, so handelt es sich um ein heterogenes System
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TESTE DEIN WISSEN
Wie werden unterschiedliche Phasen voneinander getrennt?
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TESTE DEIN WISSEN
  • Durch Phasengrenzfläche
  • Bei Beteiligung von Gas spricht man von Oberflächen
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TESTE DEIN WISSEN
Welche Phasentypen sind möglich?
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TESTE DEIN WISSEN
  • fest/fest: feste Suspension, Zement
  • fest/flüssig: feste Emulsion, Butter
  • fest/gas: fester Schaum, Styropor

  • flüssig/fest: Suspension, Wandfarbe
  • flüssig/flüssig: Emulsion, Milch
  • flüssig/gas: SchaumSeifenschaum

  • gas/fest: Aerosol, Rauch
  • gas/flüssig: Aerosol, Nebel

Gase sind immer mischbar, da delta G<0
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist eine Dispersion?

Was ist ein Kolloid?
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TESTE DEIN WISSEN
Dispersion: Zweiphasengemisch, das makroskopisch homogen erscheint, aber heterogen ist

Kolloid: disperses System, bei dem eine Phase Dimensionen von 1 Mikrometer bis 1 Nanometer hat
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TESTE DEIN WISSEN
Beschreiben Sie die Vergrößerung der Oberfläche in ihren eigenen Worten!
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TESTE DEIN WISSEN
  • Um die Oberfläche zu vergrößern, müssen die Moleküle/Atome im Inneren ans Äußere gebracht werden
  • Dabei ist Arbeit aufzuwenden
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TESTE DEIN WISSEN
Welcher Zusammenhang ergibt sich zwischen der Oberflächenspannung und der Verdampfungsenthalpie?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Je stärker die Bindungen zwischen den Molekülen/Atomen, desto höher ist die Oberflächenspannung und damit einhergehend die Verdampfungsenthalpie
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TESTE DEIN WISSEN
Weshalb ist mittels dieses Experiments nur Aussage über die Oberflächenspannung nicht aber die -energie zu treffen?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Im geschlossenen System gilt: dU=dW+dQ
  • Da hierbei nur die Arbeit gemessen wurde, nicht aber die Wärmeentwicklung, so spricht man nur von Oberflächenspannung
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TESTE DEIN WISSEN
Welche Möglichkeiten zur Darstellung von Grenzflächen gibt es?
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TESTE DEIN WISSEN
Gibbs: Grenzflächendicke d = 0

Guggenheim: Grenzflächendicke d > 0
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist eine Krümmung?

Was beschreibt der Krümmungsradius?

Was sind die Hauptkrümmungsradien?

Wie ist die mittlere Krümmung definiert und welche haben konvexe bzw. konkave und minimale Oberflächen?


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TESTE DEIN WISSEN
Krümmung: beschreibt den lokalen Verlauf einer Kurve

Krümmungsradius: Radius des Kreises, der die Krümmung am Berührpunkt am Besten beschreibt, Kehrwert der Krümmung: k=1/r

Hauptkrümmungsradien: senkrecht auf einer Fläche stehende Krümmungsradien, die jeweils Maximum bzw. Minimum sind

Mittlere Krümmung: H = ( k1 + k2 ) / 2,
  • Konvex: H > 0
  • Konkav: H < 0
  • Minimalflächen: H = 0

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TESTE DEIN WISSEN
Was ist der Rayleigh-Plateau-Zerfall?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Flüssigkeitsstrahl wird bei geringem Durchmesser instabil und es kommt infolge des Bestrebens einer minimalen Oberfläche des Wassers zur Tropfenbildung
Lösung ausblenden
TESTE DEIN WISSEN
Welche Möglichkeiten gibt es in der Mikrotechnik, die Kapillarkräfte zu senken?
Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Trockenätzen (Gasphase)
  • Stützstrukturen
Lösung ausblenden
  • 90931 Karteikarten
  • 2075 Studierende
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Q:
Was ist ein Thermodynamisches System?
A:
  • Beliebige Menge Materie, die durch gedachte oder physikalische Wände abgegrenzt ist und durch makroskopische Zustandsgrößen eindeutig und vollständig beschrieben werden kann
Q:
Was ist eine Phase und wie wird sie unterteilt?
A:
  • In einer Phase sind die makroskopischen Eigenschaften gleich: homogen
  • Sind die Eigenschaften ungleich, so handelt es sich um ein heterogenes System
Q:
Wie werden unterschiedliche Phasen voneinander getrennt?
A:
  • Durch Phasengrenzfläche
  • Bei Beteiligung von Gas spricht man von Oberflächen
Q:
Welche Phasentypen sind möglich?
A:
  • fest/fest: feste Suspension, Zement
  • fest/flüssig: feste Emulsion, Butter
  • fest/gas: fester Schaum, Styropor

  • flüssig/fest: Suspension, Wandfarbe
  • flüssig/flüssig: Emulsion, Milch
  • flüssig/gas: SchaumSeifenschaum

  • gas/fest: Aerosol, Rauch
  • gas/flüssig: Aerosol, Nebel

Gase sind immer mischbar, da delta G<0
Q:
Was ist eine Dispersion?

Was ist ein Kolloid?
A:
Dispersion: Zweiphasengemisch, das makroskopisch homogen erscheint, aber heterogen ist

Kolloid: disperses System, bei dem eine Phase Dimensionen von 1 Mikrometer bis 1 Nanometer hat
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Q:
Beschreiben Sie die Vergrößerung der Oberfläche in ihren eigenen Worten!
A:
  • Um die Oberfläche zu vergrößern, müssen die Moleküle/Atome im Inneren ans Äußere gebracht werden
  • Dabei ist Arbeit aufzuwenden
Q:
Welcher Zusammenhang ergibt sich zwischen der Oberflächenspannung und der Verdampfungsenthalpie?
A:
  • Je stärker die Bindungen zwischen den Molekülen/Atomen, desto höher ist die Oberflächenspannung und damit einhergehend die Verdampfungsenthalpie
Q:
Weshalb ist mittels dieses Experiments nur Aussage über die Oberflächenspannung nicht aber die -energie zu treffen?
A:
  • Im geschlossenen System gilt: dU=dW+dQ
  • Da hierbei nur die Arbeit gemessen wurde, nicht aber die Wärmeentwicklung, so spricht man nur von Oberflächenspannung
Q:
Welche Möglichkeiten zur Darstellung von Grenzflächen gibt es?
A:
Gibbs: Grenzflächendicke d = 0

Guggenheim: Grenzflächendicke d > 0
Q:
Was ist eine Krümmung?

Was beschreibt der Krümmungsradius?

Was sind die Hauptkrümmungsradien?

Wie ist die mittlere Krümmung definiert und welche haben konvexe bzw. konkave und minimale Oberflächen?


A:
Krümmung: beschreibt den lokalen Verlauf einer Kurve

Krümmungsradius: Radius des Kreises, der die Krümmung am Berührpunkt am Besten beschreibt, Kehrwert der Krümmung: k=1/r

Hauptkrümmungsradien: senkrecht auf einer Fläche stehende Krümmungsradien, die jeweils Maximum bzw. Minimum sind

Mittlere Krümmung: H = ( k1 + k2 ) / 2,
  • Konvex: H > 0
  • Konkav: H < 0
  • Minimalflächen: H = 0

Q:
Was ist der Rayleigh-Plateau-Zerfall?
A:
  • Flüssigkeitsstrahl wird bei geringem Durchmesser instabil und es kommt infolge des Bestrebens einer minimalen Oberfläche des Wassers zur Tropfenbildung
Q:
Welche Möglichkeiten gibt es in der Mikrotechnik, die Kapillarkräfte zu senken?
A:
  • Trockenätzen (Gasphase)
  • Stützstrukturen
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