Thermodynamik für Mechatronikerinnen: Online-Quizzes und Übungen

Question 1

Welches der folgenden Gesetze der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz

Answer

Zweiter Hauptsatz

Answer

Dritter Hauptsatz

Answer

Vierter Hauptsatz

Question 2

Welche der folgenden Komponenten ist für die Verdichtung des Kältemittels in einem Kältekompressor verantwortlich?

Accepted Answer

Kompressor

Answer

Verflüssiger

Answer

Verdampfer

Answer

Expansionsventil

Question 3

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der spezifischen Wärmekapazität verwendet?

Accepted Answer

J/kg*K

Answer

W/m*K

Answer

J/m^3*K

Answer

W/kg

Question 4

Welche der folgenden Komponenten ist in einem Kompressor-Kälteanlage-System nicht enthalten?

Accepted Answer

Generator

Answer

Verdampfer

Answer

Verdichter

Answer

Kondensator

Question 5

Was versteht man unter einer isobaren Zustandsänderung?

Accepted Answer

Der Druck bleibt konstant.

Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die innere Energie bleibt konstant.

Question 6

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann nur zunehmen oder konstant bleiben.

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann nur abnehmen oder konstant bleiben.

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann nur zunehmen.

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann nur abnehmen.

Question 7

Erläutere den Unterschied zwischen Wärme und Temperatur.

Accepted Answer

Wärme ist eine Energieform, Temperatur ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Moleküle.

Answer

Temperatur ist eine Energieform, Wärme ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Moleküle.

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe.

Answer

Wärme ist ein Maß für die potentielle Energie der Moleküle, Temperatur ist ein Maß für die kinetische Energie der Moleküle.

Question 8

Nenne eine Anwendung, die das Prinzip der Entropie nutzt.

Accepted Answer

Kühlschrank

Answer

Wärmekraftmaschine

Answer

Solarzelle

Answer

Windkraftanlage

Question 9

Wie wirken sich große Wärmeübertragungsflächen positiv auf technische Thermodynamiksysteme aus?

Accepted Answer

Besserer Wärmeaustausch

Answer

Weniger Wärmeverlust

Answer

Niedrigere Wartungskosten

Question 10

Was beschreibt den Wirkungsgrad eines Wärmekraftprozesses?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Arbeit zur aufgenommenen Wärme

Answer

Das Verhältnis der aufgenommenen Wärme zur abgegebenen Wärme

Answer

Das Verhältnis der aufgenommenen Arbeit zur abgegebenen Arbeit

Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Wärme zur aufgenommenen Arbeit

Question 11

Welcher Faktor hat keinen Einfluss auf den Wirkungsgrad einer Kälteanlage?

Accepted Answer

Volumen des Verflüssigers

Answer

Temperatur des Kältemittels

Answer

Temperatur des Kühlmittels

Answer

Verdampfungsdruck

Question 12

Was ist die Enthalpie eines Systems?

Accepted Answer

Summe aus innerer Energie und Produkt aus Druck und Volumen

Answer

Differenz aus innerer Energie und Produkt aus Druck und Volumen

Answer

Produkt aus innerer Energie und Produkt aus Druck und Volumen

Answer

Quotient aus innerer Energie und Produkt aus Druck und Volumen

Question 13

Welcher Kreisprozess wird bei der Stromerzeugung eingesetzt?

Accepted Answer

Rankine-Kreisprozess

Answer

Carnot-Kreisprozess

Answer

Otto-Kreisprozess

Answer

Diesel-Kreisprozess

Question 14

Was beschreibt die Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Maß für die ungeordneten Zustände eines Systems

Answer

Maß für die Energie eines Systems

Answer

Maß für die Arbeit eines Systems

Answer

Maß für die Wärme eines Systems

Question 15

Worin besteht der Unterschied zwischen Wärme und Arbeit?

Accepted Answer

Wärme ist eine Energieübertragung aufgrund eines Temperaturunterschieds, Arbeit aufgrund einer Kraft

Answer

Arbeit ist eine Energieübertragung aufgrund eines Temperaturunterschieds, Wärme aufgrund einer Kraft

Answer

Wärme und Arbeit sind dasselbe

Answer

Wärme ist eine Kraft, Arbeit eine Energie

Question 16

Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes?

Accepted Answer

Wärmemenge, um die Temperatur einer Masseneinheit um eine Einheit zu erhöhen

Answer

Temperaturänderung durch Zufuhr einer Wärmemenge zu einer Masseneinheit

Answer

Verhältnis von Wärmemenge zur Temperaturänderung einer Masseneinheit

Answer

Wärmemenge zum Schmelzen einer Masseneinheit

Question 17

Welcher der folgenden Kreisprozesse beschreibt am besten den Betrieb einer Wärmekraftmaschine? Erläutern Sie kurz die einzelnen Schritte des Prozesses.

Accepted Answer

Rankine-Prozess

Answer

Carnot-Prozess

Answer

Diesel-Prozess

Question 18

Definieren Sie Entropie und erklären Sie, wie sie sich auf die Richtung spontaner Prozesse auswirkt.

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Entropie eines Systems ist unabhängig von seiner Temperatur.

Answer

Die Entropie eines Systems kann negativ sein.

Question 19

Beschreiben Sie den Carnot-Prozess und erläutern Sie, warum er als idealer Kreisprozess betrachtet wird.

Accepted Answer

Der Carnot-Prozess ist ein idealer Kreisprozess mit der höchsten möglichen Effizienz.

Answer

Der Carnot-Prozess ist ein irreversibler Prozess.

Answer

Der Carnot-Prozess ist immer isothermal.

Question 20

Erläutern Sie die Funktion eines Hygrometers und beschreiben Sie, wie es zur Messung der Luftfeuchtigkeit verwendet wird.

Accepted Answer

Hygrometer

Answer

Anemometer

Answer

Thermometer

Answer

Barometer

Question 21

Wenn ein ideales Gas adiabatisch expandiert, was passiert mit seiner Temperatur?

Accepted Answer

Die Temperatur sinkt.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur steigt.

Answer

Die Temperaturänderung ist nicht bestimmbar.

Question 22

Welche Reihenfolge der vier Teilprozesse ist korrekt für den Carnot-Kreisprozess?

Accepted Answer

Isotherme Expansion, adiabatische Expansion, isotherme Kompression, adiabatische Kompression.

Answer

Adiabatische Expansion, isotherme Expansion, adiabatische Kompression, isotherme Kompression.

Answer

Isotherme Kompression, adiabatische Kompression, isotherme Expansion, adiabatische Expansion.

Question 23

Welcher der folgenden Aussagen über den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine ist korrekt?

Accepted Answer

Der Wirkungsgrad ist immer kleiner als 1.

Answer

Der Wirkungsgrad ist unabhängig von der Temperaturdifferenz.

Answer

Der Wirkungsgrad kann größer als 1 sein.

Answer

Der Wirkungsgrad ist immer gleich 1.

Question 24

Welche Funktion hat das Kältemittel in einem Kühlschrank?

Accepted Answer

Es nimmt Wärme aus dem Kühlraum auf und gibt sie an die Umgebung ab.

Answer

Es isoliert den Kühlraum von der Umgebung.

Answer

Es erzeugt Kälte durch chemische Reaktion.

Question 25

Was ist der wichtigste Unterschied zwischen dem Otto- und dem Diesel-Kreisprozess?

Accepted Answer

Beim Otto-Kreisprozess erfolgt die Zündung durch einen Zündfunken, beim Diesel-Kreisprozess durch Selbstzündung.

Answer

Beim Otto-Kreisprozess wird nur Luft komprimiert, beim Diesel-Kreisprozess Luft und Kraftstoff.

Question 26

Wenn ein ideales Gas isobar erwärmt wird, was passiert mit seinem Volumen?

Accepted Answer

Das Volumen nimmt zu.

Answer

Das Volumen nimmt ab.

Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Die Volumenänderung ist nicht bestimmbar.

Question 27

Welche Einheit wird für die spezifische Wärmekapazität verwendet?

Accepted Answer

J/(kg*K)

Answer

J/K

Answer

W/m²*K

Answer

W/K

Question 28

Welches Prinzip liegt der Wärmeübertragung in einem Wärmetauscher zugrunde?

Accepted Answer

Konvektion und Wärmeleitung.

Answer

Nur Wärmeleitung.

Answer

Nur Konvektion.

Answer

Nur Strahlung.

Question 29

Was beschreibt die Enthalpie?

Accepted Answer

Die Enthalpie ist ein Maß für die gesamte Energie eines Systems.

Answer

Die Enthalpie ist ein Maß für die innere Energie eines Systems.

Answer

Die Enthalpie ist ein Maß für die Temperatur eines Systems.

Question 30

Ein Carnot-Kreisprozess ist ein idealisierter Kreisprozess, der den maximal möglichen Wirkungsgrad erreicht. Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst den Wirkungsgrad eines Carnot-Kreisprozesses?

Accepted Answer

Die Temperaturdifferenz zwischen den Reservoirs

Answer

Das Arbeitsfluid

Answer

Die Größe der Reservoirs

Answer

Die Richtung des Kreisprozesses

Question 31

Welche der folgenden Aussagen über eine adiabatische Zustandsänderung ist korrekt?

Accepted Answer

Es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Answer

Die innere Energie des Systems bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur kann sich während der Zustandsänderung ändern.

Answer

Die Enthalpie des Systems bleibt konstant.

Question 32

Ein Wärmekraftwerk arbeitet nach dem Prinzip eines Kreisprozesses. Welcher der folgenden Kreisprozesse wird typischerweise in einem Wärmekraftwerk eingesetzt?

Accepted Answer

Rankine-Kreisprozess

Answer

Stirling-Kreisprozess

Answer

Carnot-Kreisprozess

Answer

Diesel-Kreisprozess

Question 33

Ein Kühlschrank arbeitet nach dem Prinzip eines Kälteprozesses. Welcher der folgenden Kreisprozesse wird typischerweise in einem Kühlschrank eingesetzt?

Accepted Answer

Kältemittel-Kreisprozess

Answer

Rankine-Kreisprozess

Answer

Carnot-Kreisprozess

Answer

Otto-Kreisprozess

Question 34

Welche der folgenden Aussagen über den thermodynamischen Begriff "Enthalpie" ist korrekt?

Accepted Answer

Die Enthalpie ist die Summe der inneren Energie und des Produkts aus Druck und Volumen.

Answer

Die Enthalpie ist immer negativ.

Answer

Die Enthalpie ist ein Maß für die Wärmemenge, die einem System zugeführt wird.

Answer

Die Enthalpie ist immer positiv.

Question 35

Ein Kolbenmotor arbeitet nach dem Prinzip eines viertaktigen Verbrennungsmotors. Welcher der folgenden Prozesse findet im ersten Takt eines Viertaktmotors statt?

Accepted Answer

Ansaugen

Answer

Kompression

Answer

Verbrennung

Answer

Ausstoß

Question 36

Welche der folgenden Aussagen über den isentropen Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Systems bleibt konstant.

Answer

Der Prozess findet bei konstantem Druck statt.

Answer

Der Prozess findet bei konstantem Volumen statt.

Answer

Der Prozess findet bei konstanter Temperatur statt.

Question 37

Welche der folgenden Aussagen ist für den idealen Carnot-Kreisprozess korrekt?

Accepted Answer

Er ist reversibel und hat den höchsten Wirkungsgrad.

Answer

Er ist irreversibel und hat einen niedrigen Wirkungsgrad.

Answer

Er ist reversibel und hat einen niedrigen Wirkungsgrad.

Answer

Er ist irreversibel und hat den höchsten Wirkungsgrad.

Question 38

Welche Aussage beschreibt korrekt den Zusammenhang zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines idealen Gases?

Accepted Answer

pV = nRT (ideale Gasgleichung)

Answer

pV^2 = nRT

Answer

p/V = nRT

Answer

V/p = nRT

Question 39

Welcher Prozess zeichnet sich dadurch aus, dass kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet?

Accepted Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 40

Welche Wärmekraftmaschine zeichnet sich durch den höchsten thermischen Wirkungsgrad aus?

Accepted Answer

Gasturbine

Answer

Dampfturbine

Answer

Stirlingmotor

Question 41

Welches Kühlsystem arbeitet nach dem Kompressionskältekreislauf?

Accepted Answer

Haushaltskühlschrank

Answer

Absorptionskältemaschine

Answer

Adiabate Kühlung

Answer

Thermoelektrische Kühlung

Question 42

In welcher Einheit wird die Entropie gemessen?

Accepted Answer

J/K

Answer

K

Answer

J/mol

Answer

J

Question 43

Welche Größe ist keine Zustandsgröße?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Volumen

Question 44

Welcher thermodynamische Kreisprozess bildet die Grundlage für einen Ottomotor?

Accepted Answer

Otto-Kreisprozess

Answer

Clausius-Rankine-Kreisprozess

Answer

Carnot-Kreisprozess

Question 45

Welche Hauptfunktion hat ein Kondensator in einem Kältekreislauf?

Accepted Answer

Umwandlung von Kältemitteldampf in Flüssigkeit

Answer

Absenken der Kältemitteltemperatur

Answer

Erhöhung des Kältemitteldrucks

Answer

Umwandlung von Kältemittelflüssigkeit in Dampf

Question 46

Was besagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik zur Wärmeübertragung?

Accepted Answer

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

Answer

Die Gesamtmenge an Energie in einem geschlossenen System bleibt konstant.

Question 47

Was passiert mit dem Volumen eines idealen Gases, wenn es bei konstantem Druck erwärmt wird?

Accepted Answer

Es nimmt zu.

Answer

Es nimmt ab.

Answer

Es bleibt konstant.

Question 48

Was ist der Unterschied zwischen Enthalpie und innerer Energie?

Accepted Answer

Enthalpie berücksichtigt die durch Volumenänderungen verrichtete Arbeit.

Answer

Enthalpie ist nur bei chemischen Reaktionen relevant.

Answer

Innere Energie berücksichtigt die kinetische und potentielle Energie der Moleküle, Enthalpie nur die kinetische Energie.

Question 49

Ein Kühlschrank hat eine Leistungszahl (COP) von 3. Was bedeutet das?

Accepted Answer

Der Kühlschrank transportiert dreimal so viel Wärmeenergie ab, wie er an elektrischer Energie aufnimmt.

Answer

Der Kühlschrank kühlt dreimal schneller als ein Kühlschrank mit COP 1.

Question 50

Welche der folgenden Aussagen zum Carnot-Prozess ist FALSCH?

Accepted Answer

Der Carnot-Prozess ist in der Realität vollständig realisierbar.

Answer

Der Carnot-Prozess besteht aus zwei isothermen und zwei adiabatischen Zustandsänderungen.

Answer

Der Carnot-Prozess ist ein theoretischer Kreisprozess mit maximalem Wirkungsgrad.

Question 51

Was versteht man unter dem Begriff „adiabatisch“?

Accepted Answer

Kein Wärmeaustausch mit der Umgebung.

Answer

Gleiche Temperatur.

Answer

Konstanter Druck.

Answer

Konstantes Volumen.

Question 52

Welche Art von Wärmekraftmaschine arbeitet nach dem Prinzip der Dampfturbinen?

Accepted Answer

Clausius-Rankine-Prozess

Answer

Diesel-Prozess

Answer

Otto-Prozess

Answer

Stirling-Prozess

Question 53

Was ist die Einheit der Entropie?

Accepted Answer

J/K

Answer

W

Answer

J

Answer

K