Thermodynamik für Bauingenieure: Grundlagen und Online-Quiz

Question 1

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe und beschreibt den Zustand eines Systems unabhängig von seiner Menge?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Answer

Druck

Answer

Arbeit

Question 2

In welchem Zustand befindet sich ein abgeschlossenes System, wenn seine innere Energie minimal ist und es keine Wärme mit seiner Umgebung austauscht?

Accepted Answer

Gleichgewichtszustand

Answer

Ungleichgewichtszustand

Answer

metastabiler Zustand

Answer

labiler Zustand

Question 3

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

Accepted Answer

Die innere Energie eines Systems nimmt zu, wenn Wärme zugeführt wird oder wenn das System Arbeit verrichtet.

Answer

Die innere Energie eines Systems nimmt ab, wenn Wärme zugeführt wird oder wenn das System Arbeit verrichtet.

Answer

Die innere Energie eines Systems bleibt konstant, wenn keine Wärme zu- oder abgeführt wird oder keine Arbeit verrichtet wird.

Answer

Die innere Energie eines Systems kann niemals negativ werden.

Question 4

Welche Einheit hat die spezifische Wärmekapazität eines Materials?

Accepted Answer

J/(kg K)

Answer

J/K

Answer

(kg K)/J

Answer

K/J

Question 5

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

Accepted Answer

Alle Prozesse in der Natur sind vollständig reversibel.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann nicht abnehmen.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt immer zu.

Answer

Die Entropie eines Systems kann nie kleiner als Null sein.

Question 6

Was ist ein thermodynamisches Potential eines Systems?

Accepted Answer

Eine Funktion, die den Zustand des Systems vollständig beschreibt und aus der viele thermodynamische Eigenschaften abgeleitet werden können.

Answer

Eine Größe, die die Fähigkeit des Systems zur Verrichtung von Arbeit angibt.

Answer

Eine Größe, die die innere Energie des Systems enthält.

Answer

Eine Konstante, die für ein gegebenes System unveränderlich ist.

Question 7

Was ist ein reversibler Prozess in der Thermodynamik?

Accepted Answer

Ein Prozess, der in beide Richtungen ablaufen kann, ohne dass Entropie erzeugt oder zerstört wird.

Answer

Ein Prozess, der mit minimaler Entropieerzeugung abläuft.

Answer

Ein Prozess, bei dem die Temperatur konstant bleibt.

Answer

Ein Prozess, bei dem kein Wärmeaustausch stattfindet.

Question 8

Welche der folgenden Aussagen über Wärmepumpen ist richtig?

Accepted Answer

Wärmepumpen entziehen einem kälteren Reservoir Wärme und übertragen sie auf ein wärmeres Reservoir unter Nutzung von externer Energie.

Answer

Wärmepumpen sind immer effizienter als herkömmliche Heizungen.

Answer

Wärmepumpen können nur bei Temperaturen unter 0 °C betrieben werden.

Answer

Wärmepumpen benötigen keine äußere Energiequelle für ihren Betrieb.

Question 9

Welche Einheit ist die SI-Einheit für Temperatur?

Accepted Answer

Kelvin (K)

Answer

Grad Celsius (&#176;C)

Answer

Grad Fahrenheit (&#176;F)

Answer

Grad Rankine (&#176;R)

Question 10

Wie lautet der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems ist konstant.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt stets zu.

Answer

Die Temperatur eines Systems nimmt ab, wenn es Arbeit verrichtet.

Answer

Druck und Volumen eines Gases sind umgekehrt proportional.

Question 11

Welche Wärmemenge Q ist erforderlich, um ein System der Masse m und der spezifischen Wärmekapazität c um ΔT zu erwärmen?

Accepted Answer

Q = m x c x ΔT

Answer

Q = m x ΔT x c

Answer

Q = c x ΔT x m

Answer

Q = ΔT x m

Question 12

Welche Art von Prozess ist isobar?

Accepted Answer

Der Druck bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Die Entropie bleibt konstant.

Question 13

Was beschreibt die Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Den Grad der Unordnung oder Zufälligkeit in einem System

Answer

Die Energiemenge in einem System

Answer

Die Temperatur eines Systems

Answer

Den Druck in einem System

Question 14

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist falsch?

Accepted Answer

Perfekte Wärmekraftmaschinen sind möglich.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt zu oder bleibt konstant.

Answer

Wärme kann nicht spontan von einem kälteren auf einen wärmeren Körper übertragen werden.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt ständig zu.

Question 15

Als welcher Prozess wird ein Vorgang bezeichnet, bei dem der Druck konstant bleibt?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Question 16

Welche Aussage zum ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Energie kann bei physikalischen und chemischen Prozessen weder erzeugt noch vernichtet werden.

Answer

Die Wärmemenge, die einem System zugeführt wird, wird vollständig in Arbeit umgewandelt.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die innere Energie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant.

Question 17

In welcher Einheit wird die Wärmemenge gemessen?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt

Answer

Pascal

Question 18

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Wärme und Arbeit?

Accepted Answer

Wärme ist ein Energietransfer aufgrund einer Temperaturdifferenz, während Arbeit ein Energietransfer durch eine Kraft ist.

Answer

Arbeit ist ein Energietransfer aufgrund einer Temperaturdifferenz, während Wärme ein Energietransfer durch eine Kraft ist.

Answer

Wärme und Arbeit sind im Wesentlichen dasselbe.

Answer

Wärme ist die innere Energie eines Systems, während Arbeit die äußere Energie ist.

Question 19

Wie lautet die Aussage des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die innere Energie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant.

Answer

Energie kann bei physikalischen und chemischen Prozessen weder erzeugt noch vernichtet werden.

Answer

Die Wärmemenge, die einem System zugeführt wird, wird vollständig in Arbeit umgewandelt.

Question 20

Was gibt der isentrope Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks an?

Accepted Answer

Das Verhältnis der tatsächlich geleisteten Arbeit zur maximal möglichen Arbeit

Answer

Das Verhältnis der tatsächlich abgegebenen Wärme zur tatsächlich zugeführten Wärme

Answer

Das Verhältnis der tatsächlich abgegebenen Wärme zur maximal möglichen abgegebenen Wärme

Answer

Das Verhältnis der tatsächlich zugeführten Wärme zur tatsächlich abgegebenen Wärme

Question 21

Welche der folgenden Aussagen über Wärmeübertragung ist korrekt?

Accepted Answer

Wärme kann von einem wärmeren zu einem kälteren Körper übertragen werden.

Answer

Wärme kann nur durch Konvektion übertragen werden.

Answer

Wärme ist eine Form von Materie.

Question 22

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

Accepted Answer

Die Änderung der inneren Energie eines Systems entspricht der Summe der zugeführten Wärme und der geleisteten Arbeit.

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt immer ab.

Answer

Die Wärme, die einem System entzogen wird, wird in Arbeit umgewandelt.

Question 23

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

Accepted Answer

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

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann abnehmen.

Answer

Der zweite Hauptsatz ist nur für reversible Prozesse gültig.

Question 24

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Die Reibungserwärmung eines Festkörpers

Answer

Die adiabatische Expansion eines idealen Gases

Answer

Das Schmelzen von Eis

Answer

Die isotherme Kompression eines idealen Gases

Question 25

Welche der folgenden Aussagen über den thermodynamischen Gleichgewichtszustand ist korrekt?

Accepted Answer

Der Wärmefluss zwischen dem System und seiner Umgebung ist gleich null.

Answer

Alle makroskopischen Eigenschaften ändern sich ständig.

Answer

Die Temperatur des Systems ist immer gleich der Umgebungstemperatur.

Question 26

Welcher thermodynamische Prozess verläuft bei konstantem Druck?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 27

Welche Aussage beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Die Temperatur eines Systems ist proportional zu seiner inneren Energie.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu.

Question 28

Welches der folgenden Systeme ist durch einen Stoffaustausch mit der Umgebung gekennzeichnet?

Accepted Answer

Ein Raum mit offener Tür

Answer

Ein isoliertes System

Answer

Ein adiabatisches System

Answer

Ein geschlossenes Gefäß

Question 29

Worin besteht der grundlegende Unterschied zwischen Wärme und Arbeit?

Accepted Answer

Wärme ist ein Energietransfer aufgrund eines Temperaturunterschieds, während Arbeit ein Energietransfer aufgrund einer Kraft ist.

Answer

Wärme ist eine Zustandsgröße, während Arbeit keine Zustandsgröße ist.

Question 30

Welcher Prozess kann in beide Richtungen ablaufen, ohne dass die beteiligten Stoffe ihre Eigenschaften ändern?

Accepted Answer

Ein isothermer Prozess

Answer

Ein isobarer Prozess

Answer

Ein isochorer Prozess

Answer

Ein adiabatischer Prozess

Question 31

Welche thermodynamische Größe misst das Maß der Unordnung in einem System?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Temperatur

Answer

Wärmekapazität

Question 32

Welcher Vorgang führt typischerweise zu einer Zunahme der Entropie?

Accepted Answer

Diffusion eines Gases

Answer

Abkühlung einer Flüssigkeit

Answer

Erwärmung eines Festkörpers

Answer

Kompression eines Gases

Question 33

Welche Aussage beschreibt den Carnot-Wirkungsgrad korrekt?

Accepted Answer

Er stellt den maximal möglichen Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine dar.

Answer

Er beschreibt den Wirkungsgrad eines Carnot-Kühlschranks.

Answer

Er entspricht dem Wirkungsgrad eines idealen Wärmekraftwerks.

Question 34

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Temperatur eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit ab.

Question 35

Welche physikalische Größe beschreibt die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur einer bestimmten Substanz um 1 Kelvin (K) zu erhöhen?

Accepted Answer

Spezifische Wärmekapazität

Answer

Enthalpie

Answer

Latente Wärme

Answer

Innere Energie

Question 36

Welcher thermodynamische Prozess ist durch konstanten Druck gekennzeichnet?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Adiabater Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 37

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik befasst sich mit der Änderung der inneren Energie eines Systems?

Accepted Answer

1. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

2. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

3. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

4. Hauptsatz der Thermodynamik

Question 38

Welche Aussage über den adiabaten Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Answer

Die innere Energie des Systems bleibt konstant.

Answer

Die geleistete Arbeit am System entspricht der zugeführten Wärme.

Question 39

Welche Einheit ist die SI-Einheit für Wärme?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

British Thermal Unit (BTU)

Answer

Kalorie (cal)

Answer

Therm (Th)

Question 40

Welcher Begriff beschreibt die maximal mögliche Arbeit, die ein System bei einer reversiblen Umwandlung von einem Zustand in einen anderen verrichten kann?

Accepted Answer

Exergie

Answer

Gibbs-Energie

Answer

Innere Energie

Answer

Enthalpie

Question 41

Welche Aussage über den 2. Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

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

Answer

Die Enthalpie eines isolierten Systems ist immer positiv.

Answer

Die innere Energie eines isolierten Systems ist konstant.

Question 42

Welche der folgenden Substanzen hat die höchste spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Luft

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Question 43

Welche physikalische Größe beschreibt die Fähigkeit eines Stoffes, Wärmeenergie zu speichern?

Accepted Answer

Wärmekapazität

Answer

Entropie

Answer

Innere Energie

Answer

Temperatur

Question 44

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt wird.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist konstant.

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt immer zu.

Question 45

Welche Zustandsänderung beschreibt eine Veränderung des Aggregatzustands einer Substanz bei konstanter Temperatur?

Accepted Answer

Phasenübergang

Answer

Adiabate Zustandsänderung

Answer

Isotherme Zustandsänderung

Answer

Isentrope Zustandsänderung

Question 46

Die Entropie eines Systems ist ein Maß für:

Accepted Answer

Die Unordnung oder den Grad der Zufälligkeit innerhalb des Systems.

Answer

Die Energie des Systems.

Answer

Den Druck des Systems.

Answer

Die Temperatur des Systems.

Question 47

Welcher thermodynamischer Hauptsatz besagt, dass die Entropie eines isolierten Systems niemals abnehmen kann?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Vierter Hauptsatz der Thermodynamik

Question 48

Ein System nimmt 100 J Wärme auf und verrichtet gleichzeitig 50 J Arbeit. Wie groß ist die Änderung der inneren Energie des Systems?

Accepted Answer

Die innere Energie des Systems erhöht sich um 50 J.

Answer

Die innere Energie des Systems verringert sich um 50 J.

Answer

Die innere Energie des Systems erhöht sich um 100 J.

Question 49

Ein ideales Gas wird isobar (konstanter Druck) von 10 l auf 20 l Volumen expandiert. Welche Aussage über die verrichtete Arbeit ist korrekt?

Accepted Answer

Das Gas verrichtet positive Arbeit.

Answer

Das Gas verrichtet negative Arbeit.

Answer

Die verrichtete Arbeit kann nicht bestimmt werden, ohne die Temperaturänderung zu kennen.

Answer

Das Gas verrichtet keine Arbeit.

Question 50

Welche Aussage über die Entropie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann nie abnehmen.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems bleibt immer konstant.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann sowohl zunehmen als auch abnehmen.

Question 51

Welche Einheit wird für die Wärmekapazität verwendet?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin (J/K)

Answer

Kelvin (K)

Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Question 52

Ein Wärmetauscher überträgt Wärme von einem heißen Fluid zu einem kalten Fluid. Welche Aussage zur Entropieänderung des Gesamtsystems (heißes und kaltes Fluid) ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Gesamtsystems nimmt zu.

Answer

Die Entropie des Gesamtsystems bleibt konstant.

Answer

Die Entropie des Gesamtsystems nimmt ab.

Question 53

Welche Wärmemenge wird benötigt, um die Temperatur von 1 kg eines Stoffes um 1 Kelvin zu erhöhen? Diese Größe bezeichnet man als:

Accepted Answer

Spezifische Wärmekapazität

Answer

Enthalpie

Answer

Wärmeübertragungskoeffizient

Answer

Wärmekapazität

Question 54

Ein System befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht. Welche der folgenden Aussagen trifft zu?

Accepted Answer

Temperatur, Druck und Zusammensetzung des Systems sind konstant.

Answer

Das System befindet sich in einem stabilen Zustand, der sich nicht ändert.

Answer

Das System tauscht keine Energie mit der Umgebung aus.

Answer

Das System hat keine innere Energie.

Question 55

Eine Wärmekraftmaschine hat einen Wirkungsgrad von 30%.  Wie viel Prozent der zugeführten Wärmeenergie wird als Abwärme an die Umgebung abgegeben?

Accepted Answer

70%

Answer

30%

Answer

100%

Answer

40%

Question 56

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die innere Energie eines Systems am besten?

Accepted Answer

Die Summe der kinetischen und potentiellen Energien aller Teilchen im System.

Answer

Die Energie, die ein System durch Arbeit verrichten kann.

Answer

Die Energie, die ein System durch Wärmeübertragung aufnehmen kann.

Answer

Die Energie, die ein System aufgrund seiner Temperatur besitzt.

Question 57

Ein ideales Gas wird adiabatisch komprimiert. Wie verändert sich die Temperatur des Gases?

Accepted Answer

Die Temperatur steigt.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur sinkt.

Answer

Die Temperaturänderung hängt von der Art des Gases ab.

Question 58

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Die Mischung von zwei Gasen in einem Behälter.

Answer

Die reversible Expansion eines Gases.

Answer

Die isotherme Kompression eines Gases.

Answer

Die Expansion eines idealen Gases in ein Vakuum.

Question 59

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann niemals abnehmen.

Answer

Die Entropie eines Systems kann sowohl zunehmen als auch abnehmen.

Answer

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

Answer

Die innere Energie eines Systems bleibt immer konstant.

Question 60

Welche der folgenden Größen ist eine extensive Zustandsgröße?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Dichte

Answer

Druck

Question 61

Ein System wird durch einen Kreisprozess geführt. Wie verändert sich die innere Energie des Systems nach Beendigung des Kreisprozesses?

Accepted Answer

Die innere Energie bleibt unverändert (0).

Answer

Die Änderung hängt von der Art des Kreisprozesses ab.

Answer

Die Änderung ist gleich der verrichteten Arbeit.

Answer

Die Änderung ist gleich der zugeführten Wärmemenge.

Question 62

Welche der folgenden Aussagen zur Enthalpie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Enthalpie ist eine Zustandsgröße, die die gesamte Energie eines Systems beinhaltet, einschließlich der inneren Energie und der Energie, die durch die Arbeit des Drucks entsteht.

Answer

Die Enthalpie ist die Summe aus innerer Energie und kinetischer Energie.

Answer

Die Enthalpie ist ein Maß für die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten.

Answer

Die Enthalpie ist die Wärmemenge, die einem System zugeführt wird.