Thermodynamik lernen: Wärme, Temperatur, Entropie und Hauptsätze

Question 1

Welche Aussage zur Entropie ist richtig?

Accepted Answer

Die Entropie eines Systems ist ein Maß für seine Ordnung.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt ab.

Answer

Die Entropie eines Systems kann negativ sein.

Answer

Die Entropie eines Systems ist unabhängig von seiner Temperatur.

Question 2

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Verbrennung eines Holzstücks

Answer

Kompression eines Gases

Answer

Erwärmung einer Tasse Kaffee

Answer

Schmelzen von Eis

Question 3

Der Carnot-Zyklus ist:

Accepted Answer

Ein idealer Kreisprozess mit maximaler Effizienz.

Answer

Ein Prozess, bei dem die Entropie des Systems zunimmt.

Answer

Ein Prozess, der nur bei hohen Temperaturen abläuft.

Answer

Ein Prozess, der die Energie eines Systems erhöht.

Question 4

Die Gibbs-Energie ist:

Accepted Answer

Die Enthalpie eines Systems minus seiner Entropie.

Answer

Die maximale Arbeit, die ein System bei konstanter Temperatur und konstantem Druck leisten kann.

Answer

Die Energie eines Systems bei 0 Kelvin.

Answer

Die Entropie eines Systems dividiert durch seine Temperatur.

Question 5

Ein thermodynamisches System ist:

Accepted Answer

Eine beliebige Menge an Materie, die für die Analyse abgegrenzt wird.

Answer

Ein System, das sich im thermischen Gleichgewicht befindet.

Answer

Ein System, das keine Wärme oder Arbeit mit seiner Umgebung austauschen kann.

Answer

Ein System, das eine konstante Temperatur aufrechterhält.

Question 6

Was besagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Unordnung eines geschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu oder bleibt gleich.

Answer

Energie kann weder erzeugt noch zerstört werden.

Answer

Wärme fließt nur von wärmeren zu kälteren Körpern.

Answer

Die Enthalpie eines Systems ist immer positiv.

Question 7

Welcher der folgenden Aussagen über Wärme und Temperatur ist korrekt?

Accepted Answer

Wärme ist eine Form von Energie, während Temperatur ein Maß für die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen ist.

Answer

Temperatur ist eine Form von Energie, während Wärme ein Maß für die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen ist.

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe.

Answer

Wärme ist eine Eigenschaft von Materie, während Temperatur eine Eigenschaft des Systems ist.

Question 8

Welcher Stoff hat bei Zimmertemperatur die höchste spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Eis

Answer

Aluminium

Answer

Luft

Question 9

Welche Eigenschaften des Carnot-Wirkungsgrades treffen zu?

Accepted Answer

Abhängigkeit von den Temperaturen der Wärmequelle und -senke

Accepted Answer

Definition nur für reversible Prozesse

Answer

Konstante Größe für alle Arbeitsmedien

Answer

Erreichbarkeit von 100 %

Question 10

Welcher Begriff beschreibt ein System, das keine Wärme oder Materie mit seiner Umgebung austauscht?

Accepted Answer

Isoliertes System

Answer

Geschlossenes System

Answer

Offenes System

Answer

Adiabatisches System

Question 11

Welche Einheit ist die SI-Einheit für Temperatur?

Accepted Answer

Kelvin

Answer

Joule

Answer

Celsius

Answer

Grad Fahrenheit

Question 12

Wie wird die Änderung der inneren Energie eines Systems aufgrund von Wärmeübertragung bezeichnet?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Arbeit

Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Question 13

Welcher Prozess ist durch einen Anstieg der Entropie gekennzeichnet?

Accepted Answer

Isotherme Expansion

Answer

Adiabatische Kompression

Answer

Isobare Kompression

Answer

Isochorer Prozess

Question 14

Welche Bedingung muss für ein reversibles System erfüllt sein?

Accepted Answer

Alle Optionen sind korrekt

Answer

Es wird keine äußere Arbeit verrichtet

Answer

Die Temperatur bleibt konstant

Answer

Die Entropieänderung ist Null

Question 15

Wie lautet der maximale theoretische Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Carnot-Wirkungsgrad

Answer

100 %

Answer

50 %

Answer

Rankine-Wirkungsgrad

Question 16

Welcher Prozess beschreibt die Expansion eines Gases bei konstantem Druck?

Accepted Answer

Isobare Expansion

Answer

Isotherme Expansion

Answer

Adiabatische Expansion

Answer

Isochorische Expansion

Question 17

Welche Einheit ist die SI-Einheit für Entropie?

Accepted Answer

Joule/Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Kelvin/Joule

Question 18

Welcher Grundsatz besagt, dass die Gesamtenergie in einem geschlossenen System konstant bleibt?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Vierter Hauptsatz der Thermodynamik

Question 19

Welcher der folgenden Prozesse verläuft bei konstanter Temperatur?

Accepted Answer

Isothermer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Question 20

Welche Einheit wird für die Entropie verwendet?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Celsiusgrad

Question 21

Welcher Systemtyp kann sowohl Energie als auch Materie mit seiner Umgebung austauschen?

Accepted Answer

Offenes System

Answer

Isoliertes System

Answer

Geschlossenes System

Answer

Semi-offenes System

Question 22

Worin unterscheidet sich Wärme von Temperatur?

Accepted Answer

Wärme ist eine Energieform, während Temperatur ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen ist.

Answer

Wärme ist ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen, während Temperatur eine Energieform ist.

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe.

Answer

Wärme ist eine intensive Größe, während Temperatur eine extensive Größe ist.

Question 23

Welcher Faktor hat keinen Einfluss auf die innere Energie eines Systems?

Accepted Answer

Masse

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Volumen

Question 24

Welcher thermodynamische Kreisprozess wird durch zwei isotherme und zwei adiabatische Prozesse beschrieben?

Accepted Answer

Carnot-Prozess

Answer

Otto-Prozess

Answer

Diesel-Prozess

Answer

Clausius-Prozess

Question 25

Welche Aussage über die Entropie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt in irreversiblen Prozessen zu.

Answer

Die Entropie eines Systems kann negative Werte annehmen.

Answer

Die Entropie eines Systems ist immer konstant.

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt in reversiblen Prozessen ab.

Question 26

Welcher Stoff besitzt die höchste spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Kupfer

Answer

Luft

Answer

Aluminium

Question 27

Nennen Sie die SI-Einheit der Entropie.

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt pro Kelvin

Question 28

Kennzeichnen Sie die richtige Aussage über einen isobaren Prozess:

Accepted Answer

Der Druck bleibt konstant.

Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die innere Energie bleibt konstant.

Question 29

Welche Gleichung repräsentiert den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

ΔS ≥ 0

Answer

ΔH = 0

Answer

ΔG = 0

Answer

ΔE = 0

Question 30

Welches thermodynamische Potenzial wird bei konstanter Temperatur und konstantem Druck minimiert?

Accepted Answer

Freie Enthalpie

Answer

Innere Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Question 31

Charakterisieren Sie einen adiabatischen Prozess.

Accepted Answer

Kein Wärmeaustausch mit der Umgebung

Answer

Konstanter Druck

Answer

Konstant bleibendes Volumen

Answer

Konstant bleibende Temperatur

Question 32

Was beschreibt der Carnot-Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Den maximal möglichen Wirkungsgrad eines Wärmekreisprozesses

Answer

Den minimal möglichen Wirkungsgrad eines Wärmekreisprozesses

Answer

Den Wirkungsgrad eines Wärmekreisprozesses mit reversiblen Prozessen

Answer

Den Wirkungsgrad eines Wärmekreisprozesses mit irreversiblen Prozessen

Question 33

Welche der folgenden Größen ist **keine** Zustandsgröße?

Accepted Answer

Arbeit

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Entropie

Question 34

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems ist konstant.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die Wärmekapazität eines Systems ist unabhängig von der Temperatur.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist gleich der geleisteten Arbeit.

Question 35

Die Entropie eines Systems ist ein Maß für:

Accepted Answer

Die Unordnung des Systems

Answer

Die Energie des Systems

Answer

Die Temperatur des Systems

Answer

Die Wärmekapazität des Systems

Question 36

Ein Carnot-Prozess ist ein:

Accepted Answer

Reversibler Kreisprozess

Answer

Irreversibler Kreisprozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 37

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt immer zu.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer ab.

Answer

Die innere Energie eines Systems nimmt immer zu.

Answer

Die Energie des Universums ist konstant.

Question 38

Welche Einheit der Entropie wird im SI-System verwendet?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Question 39

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines isolierten Systems nicht abnehmen kann?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz

Answer

Erster Hauptsatz

Answer

Vierter Hauptsatz

Question 40

Bei welchem Prozess nimmt die Entropie zu?

Accepted Answer

Adiabatische Expansion eines Gases

Answer

Isotherme Kompression eines Gases

Answer

Isobare Erwärmung eines Gases

Question 41

Was beschreibt die Gibbssche Freie Energie?

Accepted Answer

Die maximale nicht-expansive Arbeit, die ein System bei konstanter Temperatur und konstantem Druck leisten kann.

Answer

Die spontane Veränderung eines Systems bei konstanter Temperatur und konstantem Druck.

Question 42

Welche der folgenden Reaktionen ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung von Benzin

Answer

Schmelzen von Eis

Answer

Verdampfen von Wasser

Question 43

Was versteht man unter thermodynamischem Gleichgewicht?

Accepted Answer

Ein Zustand, in dem sich die Eigenschaften eines Systems nicht ändern.

Answer

Ein Zustand, in dem die Entropie maximal ist.

Question 44

Welcher thermodynamische Prozess wird durch die folgende Gleichung beschrieben: dQ = T dS?

Accepted Answer

Isothermer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Question 45

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass in einem abgeschlossenen System

Accepted Answer

die Summe aus innerer Energie und Arbeit konstant bleibt

Answer

der Druck steigt

Answer

die Temperatur sinkt

Question 46

Welcher der folgenden Prozesse ist nicht umkehrbar?

Accepted Answer

Wärmefluss von einem kalten zu einem warmen Körper

Answer

Isobare Zustandsänderung eines Gases

Answer

Adiabatische Kompression eines Gases

Answer

Isotherme Expansion eines Gases

Question 47

Welche der folgenden Aussagen über den Carnot-Kreisprozess ist richtig?

Accepted Answer

Er ist der effizienteste Kreisprozess, der Wärme in Arbeit umwandelt

Answer

Er ist ein adiabatischer Kreisprozess

Answer

Er arbeitet mit einem realen Gas

Answer

Er ist ein irreversibler Kreisprozess

Question 48

Welche Einheit ist die SI-Einheit für die Temperatur?

Accepted Answer

Kelvin

Answer

Rankine

Answer

Fahrenheit

Answer

Grad Celsius

Question 49

Welche der folgenden Substanzen hat die höchste spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Luft

Answer

Eisen

Answer

Aluminium

Question 50

Welche Aussage über Wärmeübertragung ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Wärme kann nur durch Leitung übertragen werden

Answer

Wärme kann durch Strahlung übertragen werden

Answer

Wärme kann durch Konvektion übertragen werden

Answer

Wärmeübertragung erfordert ein Temperaturgefälle

Question 51

Welche Größe beschreibt die Fähigkeit eines Stoffes, Wärme zu speichern?

Accepted Answer

Wärmekapazität

Answer

Spezifische Wärme

Answer

Thermische Leitfähigkeit

Question 52

Welche der folgenden Anwendungen nutzt das Prinzip der Wärmestrahlung?

Accepted Answer

Sonnenkollektor

Answer

Wärmepumpe

Answer

Brennstoffelement

Answer

Autokühler

Question 53

**Exotherme Reaktionen** sind Reaktionen, bei denen **Energie** **freigesetzt** wird. Welche der folgenden Reaktionen ist **exotherm**?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan

Answer

Kondensation von Dampf

Answer

Fotosynthese

Answer

Schmelzen von Eis

Question 54

Die Einheit der **Entropie** ist:

Accepted Answer

J/K

Answer

K/J

Answer

J

Answer

W/K

Question 55

Der **zweite Hauptsatz der Thermodynamik** besagt, dass:

Accepted Answer

Die Gesamtentropie eines isolierten Systems nimmt niemals ab.

Answer

Die Enthalpie eines Systems nimmt immer zu.

Answer

Die Entropie eines Systems ist immer positiv.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist konstant.

Question 56

**Entropie** ist ein Maß für die:

Accepted Answer

Unordnung eines Systems

Answer

Energie eines Systems

Answer

Temperatur eines Systems

Question 57

Ein **spontaner Prozess** ist ein Prozess, der:

Accepted Answer

Ohne äußere Einwirkung abläuft

Answer

Nur in Gegenwart eines Katalysators abläuft

Answer

Nur bei niedrigen Temperaturen abläuft

Answer

Nur bei hohen Temperaturen abläuft

Question 58

Die **SI-Einheit** der Temperatur ist:

Accepted Answer

Kelvin

Answer

Fahrenheit

Answer

Rankine

Answer

Celsius

Question 59

Die Formel für die Änderung der **inneren Energie** eines Systems lautet:

Accepted Answer

ΔU = Q - W

Answer

ΔU = Q/W

Answer

ΔU = Q + W

Answer

ΔU = W - Q

Question 60

Der **Unterschied** zwischen **Wärme** und **Temperatur** ist:

Accepted Answer

Wärme ist die Übertragung von Energie, während Temperatur ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen ist.

Answer

Wärme kann nur zwischen Objekten unterschiedlicher Temperatur übertragen werden, während Temperatur zwischen Objekten jeder Temperatur übertragen werden kann.

Answer

Wärme ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen, während Temperatur die Übertragung von Energie ist.

Answer

Wärme ist eine Eigenschaft von Objekten, während Temperatur eine Eigenschaft von Systemen ist.

Question 61

Eine **isotherme Transformation** ist eine Transformation, bei der die **Temperatur** **konstant** bleibt. Welche der folgenden Transformationen ist **isotherm**?

Accepted Answer

Ausdehnung eines Gases bei konstanter Temperatur

Answer

Verdampfung einer Flüssigkeit

Answer

Schmelzen eines Feststoffs

Answer

Kondensation eines Gases

Question 62

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, sondern nur umgewandelt.

Answer

Wärme kann spontan von einem wärmeren Körper zu einem kälteren Körper fließen.

Answer

Entropie nimmt in einem geschlossenen System immer zu.

Question 63

Was ist Entropie?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems

Answer

Die Temperatur eines Systems

Answer

Die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten

Question 64

Welche der folgenden Aussagen über den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu, solange irreversible Prozesse ablaufen.

Answer

Die Temperatur eines Systems kann unendlich hoch werden.

Answer

Es ist möglich, eine Wärmekraftmaschine mit einem Wirkungsgrad von 100 % zu bauen.