Thermodynamik lernen: Online-Quizze und Übungen für die Qualifikationsphase 2

Question 1

Welcher Wärmetransportprozess kann auch im Vakuum stattfinden?

Accepted Answer

Strahlung

Answer

Konvektion

Answer

Konduktion

Question 2

Was geschieht mit der Entropie eines Systems während eines isothermen Prozesses?

Accepted Answer

Sie bleibt unverändert.

Answer

Sie steigt an.

Answer

Sie sinkt ab.

Answer

Sie kann je nach System steigen oder sinken.

Question 3

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Abhängigkeit der Wärmetransportmechanismen Konvektion, Leitung und Strahlung von Temperaturgradient, Materialeigenschaften und Umgebungsbedingungen am besten?

Accepted Answer

Alle drei Mechanismen hängen von Temperaturgradient, Materialeigenschaften und Umgebungsbedingungen ab.

Answer

Nur Konvektion hängt vom Temperaturgradienten ab.

Answer

Nur Leitung hängt von Materialeigenschaften ab.

Answer

Nur Strahlung hängt von Umgebungsbedingungen ab.

Question 4

Welche Faktoren beeinflussen die Wärmekapazität eines Materials?

Accepted Answer

Alle drei Faktoren: Art des Materials, Temperatur und Aggregatzustand

Answer

Nur die Art des Materials

Answer

Nur Temperatur und Aggregatzustand

Answer

Keiner dieser Faktoren

Question 5

Wie bestimmt die Veränderung der Entropie eines Systems und seiner Umgebung die Richtung eines spontanen Prozesses gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Gesamtentropie von System und Umgebung nimmt zu.

Answer

Die Entropie des Systems nimmt ab, während die Entropie der Umgebung zunimmt.

Answer

Die Entropie des Systems nimmt zu, während die Entropie der Umgebung abnimmt.

Answer

Die Gesamtentropie von System und Umgebung nimmt ab.

Question 6

Wie bestimmt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik die Richtung von selbst ablaufenden chemischen Reaktionen? Erkläre.

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu. Daher führen spontane Reaktionen zu Produkten mit höherer Entropie.

Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer ab. Daher führen spontane Reaktionen zu Produkten mit niedrigerer Energie.

Answer

Die Temperatur eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu. Daher sind spontane Reaktionen exotherm.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion nimmt immer zu. Daher laufen spontane Reaktionen sehr schnell ab.

Question 7

Wie wirken die drei Wärmetransportarten (Leitung, Konvektion und Strahlung) zusammen und ergänzen sich in realen Systemen?

Accepted Answer

In realen Systemen treten oft alle drei Wärmetransportarten gleichzeitig auf und unterstützen sich gegenseitig, um den Wärmefluss zu maximieren.

Answer

Die drei Wärmetransportarten sind unabhängig und ergänzen sich nicht.

Answer

Leitung ist die einzige Wärmetransportart, die Wärme durch feste Materialien transportieren kann.

Answer

Konvektion ist die einzige Wärmetransportart, die Wärme durch Flüssigkeiten und Gase transportieren kann.

Question 8

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt:

Accepted Answer

Die Summe aus zugeführter Wärme und geleisteter Arbeit ist gleich der Änderung der inneren Energie eines Systems.

Answer

Die innere Energie eines abgeschlossenen Systems ist konstant.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Wärmekapazität eines Körpers ist unabhängig von seiner Temperatur.

Question 9

Für den Wärmetransport in Flüssigkeiten und Gasen ist verantwortlich:

Accepted Answer

Konvektion

Answer

Konduktion

Answer

Strahlung

Answer

Sublimation

Question 10

Einen Einfluss auf die Wärmekapazität eines Stoffes hat nicht:

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Aggregatzustand

Answer

Spezifische Wärmekapazität

Question 11

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt:

Accepted Answer

Die gesamte Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die gesamte Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit ab.

Answer

Die gesamte Entropie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die gesamte Energie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit ab.

Question 12

Die Ausbreitung von Wärme durch Konduktion wird verursacht durch:

Accepted Answer

Kollisionen zwischen Molekülen

Answer

Bewegung von Elektronen

Answer

Schwingungen von Atomen

Answer

Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen

Question 13

Die höchste spezifische Wärmekapazität hat:

Accepted Answer

Wasser

Answer

Eisen

Answer

Luft

Answer

Alkohol

Question 14

Der ideale Wirkungsgrad eines Carnot-Prozesses beträgt:

Accepted Answer

Abhängig von der Temperaturdifferenz

Answer

0%

Answer

50%

Answer

100%

Question 15

Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik besagt:

Accepted Answer

Die Entropie eines perfekten Kristalls bei absolutem Nullpunkt ist Null.

Answer

Die Änderung der Entropie eines Systems bei einer isothermen Reaktion ist gleich Null.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die Wärmekapazität eines Stoffes ist bei allen Temperaturen konstant.

Question 16

Welche der folgenden Größen ist keine thermodynamische Zustandsgröße?

Accepted Answer

Arbeit

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Question 17

Welcher der folgenden Stoffe hat die höchste Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Stahl

Answer

Wasser

Answer

Glas

Answer

Luft

Question 18

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz

Answer

Zweiter Hauptsatz

Answer

Dritter Hauptsatz

Answer

Nullter Hauptsatz

Question 19

Was ist die notwendige Bedingung für ein isothermes System?

Accepted Answer

Konstante Temperatur

Answer

Konstanter Druck

Answer

Konstantes Volumen

Answer

Konstantes Volumen und Temperatur

Question 20

Was ist Entropie?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung in einem System

Answer

Ein Maß für die Wärme in einem System

Answer

Ein Maß für die Temperatur in einem System

Answer

Ein Maß für die Energie in einem System

Question 21

Was ist der Carnot-Wirkungsgrad, auch bekannt als thermischer Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Der maximal mögliche Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine, die zwischen zwei Wärmequellen arbeitet

Answer

Der durchschnittliche Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine

Answer

Der Wirkungsgrad einer idealen Wärmekraftmaschine

Answer

Der minimal mögliche Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine

Question 22

Welche Zustandsgleichung beschreibt das Verhalten eines idealen Gases?

Accepted Answer

pV = nRT

Answer

p^2V = nRT

Answer

pV^2 = nRT

Question 23

Welcher der folgenden Sätze beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik am treffendsten?

Accepted Answer

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

Answer

Wärme fließt immer vom kälteren zum wärmeren Körper.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt im Laufe der Zeit zu.

Question 24

Welche Einheit wird im SI-System zur Messung der Temperatur verwendet?

Accepted Answer

Kelvin (K)

Answer

Joule (J)

Answer

Grad Fahrenheit (°F)

Answer

Grad Celsius (°C)

Question 25

Was geschieht mit der inneren Energie eines Systems, wenn es Wärme aufnimmt?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie wird in kinetische Energie umgewandelt.

Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie bleibt konstant.

Question 26

Welche Zustandsänderung tritt ein, wenn ein Gas bei konstantem Druck erwärmt wird?

Accepted Answer

Isobare Ausdehnung

Answer

Isochore Erwärmung

Answer

Isotherme Kompression

Question 27

Wie lautet der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt im Laufe der Zeit zu.

Answer

Wärme fließt immer vom wärmeren zum kälteren Körper.

Answer

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

Question 28

Erläutere den Unterschied zwischen Wärme und Temperatur.

Accepted Answer

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

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe.

Question 29

Was ist ein adiabatischer Prozess?

Accepted Answer

Ein Prozess, bei dem kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet.

Answer

Ein Prozess, bei dem die Temperatur konstant bleibt.

Answer

Ein Prozess, bei dem die innere Energie konstant bleibt.

Question 30

Was versteht man unter einem adiabatischen Prozess?

Accepted Answer

Kein Wärmeaustausch mit der Umgebung

Answer

Phasenübergang

Answer

Konstanter Druck

Answer

Isothermer Verlauf

Question 31

Was ist der Unterschied zwischen einer Zustandsänderung erster und zweiter Ordnung?

Accepted Answer

Bei einer Zustandsänderung erster Ordnung findet ein Phasenübergang statt.

Answer

Die innere Energie ändert sich bei Zustandsänderungen erster Ordnung stärker.

Answer

Zustandsänderungen zweiter Ordnung sind immer reversibel.

Answer

Zustandsänderungen erster Ordnung benötigen eine äußere Energiezufuhr.

Question 32

Welche Aussage über das Phasendiagramm eines Stoffes ist zutreffend?

Accepted Answer

Es zeigt, unter welchen Druck- und Temperaturbedingungen der Stoff in verschiedenen Phasen existiert.

Answer

Es ist für jeden Stoff identisch.

Answer

Es kann nur experimentell bestimmt werden.

Answer

Es gilt nur für reine Stoffe.

Question 33

Was ist eine kritische Temperatur?

Accepted Answer

Oberhalb dieser Temperatur kann ein Gas nicht mehr verflüssigt werden, egal wie hoch der Druck ist.

Answer

Sie ist für alle Gase gleich.

Answer

Unterhalb dieser Temperatur ist ein Gas immer flüssig.

Answer

Sie hängt vom Volumen des Gases ab.

Question 34

Welche Größe ist eine extensive Größe?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Dichte

Question 35

Was ist der Unterschied zwischen Wärme und Temperatur?

Accepted Answer

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

Answer

Wärme kann nur zwischen Körpern unterschiedlicher Temperatur übertragen werden.

Answer

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

Answer

Wärme und Temperatur sind immer proportional zueinander.

Question 36

Welches der folgenden Systeme ist ein geschlossenes System?

Accepted Answer

Ein Thermosgefäß mit Wasser

Answer

Ein offener Topf mit siedendem Wasser

Answer

Eine brennende Kerze

Answer

Ein mit Helium gefüllter Ballon

Question 37

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Energie eines isolierten Systems konstant bleibt?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz

Answer

Vierter Hauptsatz

Answer

Zweiter Hauptsatz

Answer

Dritter Hauptsatz

Question 38

Welche der folgenden Aussagen über die innere Energie eines Systems ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist eine Zustandsfunktion.

Answer

Sie kann direkt gemessen werden.

Answer

Sie hängt vom Druck des Systems ab.

Question 39

Welcher Wärmetransportmechanismus basiert auf der Bewegung von Materie?

Accepted Answer

Konvektion

Answer

Strahlung

Answer

Konduktion

Answer

Sublimation

Question 40

Welche Aussage über den adiabatischen Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Es handelt sich um einen Prozess, bei dem kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet.

Answer

Es handelt sich um einen Prozess, der mit einer Entropiezunahme verbunden ist.

Answer

Es handelt sich um einen Prozess, bei dem die Temperatur konstant bleibt.

Question 41

Welches Diagramm stellt die Beziehung zwischen Druck und Volumen eines idealen Gases dar?

Accepted Answer

p-V-Diagramm

Answer

T-s-Diagramm

Answer

h-x-Diagramm

Question 42

Welche Einheit wird zur Messung der Entropie verwendet?

Accepted Answer

J/K

Answer

kJ/mol

Answer

W/m²K

Answer

Pa

Question 43

Welche Anwendung der Thermodynamik ist in der Energieerzeugung weit verbreitet?

Accepted Answer

Dampfturbinen

Answer

Kernfusion

Answer

Elektrolyse

Answer

Photovoltaik

Question 44

Welche Aussage zum Wärmeübergang durch Konvektion ist korrekt?

Accepted Answer

Er erfolgt durch die Bewegung von Materie.

Answer

Er erfolgt nur durch Gase.

Answer

Er erfolgt durch elektromagnetische Wellen.

Question 45

Ein System befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht, wenn:

Accepted Answer

sich seine makroskopischen Zustandsgrößen nicht mehr verändern.

Answer

es sich in einem äußeren Feld befindet.

Answer

seine Temperatur konstant ist.

Answer

es Energie mit seiner Umgebung austauscht.

Question 46

Welche Aussage zur adiabaten Zustandsänderung ist korrekt?

Accepted Answer

Es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Answer

Die Enthalpie des Systems bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur des Systems bleibt konstant.

Question 47

Ein Kühlschrank arbeitet nach dem Prinzip:

Accepted Answer

eines umgekehrten Carnot-Prozesses.

Answer

eines Stirling-Prozesses.

Answer

eines Otto-Prozesses.

Answer

eines Brayton-Prozesses.

Question 48

Welches der folgenden Systeme kann als ein geschlossenes System beschrieben werden, in dem keine Materie oder Energie von außen ein- oder austreten kann?

Accepted Answer

Eine Thermoskanne

Answer

Ein Aquarium, das mit der Umgebungsluft interagiert

Answer

Eine offene Tür, die einen Austausch von Luft und Energie zulässt

Answer

Ein Heizkörper, der Wärme an die Umgebung abgibt

Question 49

Welcher Grundsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, sondern nur umgewandelt oder übertragen werden kann?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Die Wärmekapazität eines Stoffes ist ein Maß für die Energiemenge, die benötigt wird, um seine Temperatur um eine bestimmte Größe zu erhöhen

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik, der die Unmöglichkeit des absoluten Nullpunkts beschreibt

Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, der die Zunahme der Entropie beschreibt

Question 50

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe, d. h. sie ist unabhängig von der Menge des vorhandenen Stoffes?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Masse, die vom Stoff abhängt

Answer

Druck, der vom Stoff abhängen kann

Answer

Volumen, das vom Stoff abhängt

Question 51

Ein Gas wird isobar, d. h. bei konstantem Druck, erwärmt. Welche Aussage über das Volumen des Gases ist korrekt?

Accepted Answer

Es nimmt zu

Answer

Es ist abhängig von der Temperatur

Answer

Es nimmt ab

Answer

Es bleibt konstant

Question 52

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt die Tendenz, dass die Unordnung oder Entropie eines isolierten Systems im Laufe der Zeit zunimmt?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik, der sich mit dem absoluten Nullpunkt befasst

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik, der sich mit Energieerhaltung befasst

Question 53

Die Effizienz eines Carnot-Motors, der zwischen zwei Wärmequellen mit den Temperaturen T1 und T2 arbeitet, wird durch welchen Ausdruck beschrieben?

Accepted Answer

(T1 - T2) / T1

Answer

(T1 + T2) / T1

Answer

(T2 - T1) / T1

Answer

T1 / (T1 + T2)

Question 54

Welche Größe ist ein Maß für den Grad der Unordnung oder des Zufalls in einem System?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Innere Energie

Answer

Temperatur

Question 55

Welche Einheit ist die SI-Einheit für die Entropie, die ein Maß für den Grad der Unordnung in einem System ist?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Watt pro Kelvin

Answer

Kelvin pro Joule

Answer

Joule pro Grad Celsius

Question 56

Welche der folgenden Prozesse verläuft isotherm, also bei konstanter Temperatur?

Accepted Answer

Die Expansion eines idealen Gases bei gleichzeitiger Wärmezufuhr

Answer

Die Verbrennung von Treibstoff in einem Motor

Answer

Die adiabatische Kompression eines Gases

Answer

Der Wärmeaustausch zwischen zwei Körpern mit unterschiedlichen Temperaturen

Question 57

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Änderung der inneren Energie eines Systems gleich der zugeführten Wärmemenge minus der verrichteten Arbeit ist. Welcher der folgenden Ausdrücke stellt diese Beziehung mathematisch dar?

Accepted Answer

ΔU = Q - W

Answer

S = k * ln(W)

Answer

Cp = Cv + R

Answer

PV = nRT

Question 58

Welcher der folgenden Stoffe hat die höchste spezifische Wärmekapazität, d.h. benötigt die meiste Wärmeenergie, um seine Temperatur um 1 Kelvin zu erhöhen?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Eisen

Answer

Beton

Answer

Luft

Question 59

Ein Gas befindet sich in einem Zylinder mit beweglichem Kolben. Der Kolben wird langsam nach unten gedrückt, wodurch das Gas komprimiert wird. Wie verändert sich die innere Energie des Gases?

Accepted Answer

Sie nimmt zu, da die verrichtete Arbeit positiv ist.

Answer

Sie wird negativ, da die Temperatur sinkt.

Answer

Sie nimmt ab, da die verrichtete Arbeit negativ ist.

Answer

Sie bleibt gleich, da die Wärmemenge konstant bleibt.

Question 60

Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines perfekten Kristalls bei absolutem Nullpunkt null ist. Was bedeutet dies für den Zustand des Kristalls?

Accepted Answer

Der Kristall ist in einem Zustand maximaler Ordnung, mit einer minimalen Anzahl von möglichen Mikrozuständen.

Answer

Der Kristall kann keine Wärme austauschen, da er sich im absoluten Nullpunkt befindet.

Answer

Der Kristall hat keine innere Energie, da alle Teilchen vollständig ruhen.