Thermodynamik lernen: Grundlagen für Kfz-Mechatroniker/innen

Question 1

Welches der folgenden Systeme ist in der Thermodynamik ein offenes System?

Accepted Answer

Ein Motor, der verbrennt

Answer

Ein Behälter mit Luft, der geschlossen ist

Answer

Eine Thermoskanne mit heißem Kaffee

Question 2

Welche der folgenden Größen beschreibt die Temperatur eines Stoffes unabhängig von seiner Masse oder seinem Volumen?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Answer

Masse

Answer

Energie

Question 3

Welcher Vorgang beschreibt den Energietransport durch elektromagnetische Wellen?

Accepted Answer

Wärmestrahlung

Answer

Konduktion

Answer

Konvektion

Answer

Diffusion

Question 4

Welches Gesetz besagt, dass die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems konstant bleibt?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Gesetz von Boyle-Mariotte

Question 5

Welche der folgenden Aussagen zur Entropie ist korrekt?

Accepted Answer

Alle Aussagen sind richtig.

Answer

Die Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems.

Answer

Die Entropie kann nur zunehmen oder gleich bleiben.

Answer

Die Entropie ist eine extensive Größe.

Question 6

Was beschreibt der Carnot-Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Den maximal möglichen Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine

Answer

Den Wirkungsgrad eines Stirlingmotors

Answer

Den Wirkungsgrad eines Dieselmotors

Answer

Den Wirkungsgrad eines Elektromotors

Question 7

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist falsch?

Accepted Answer

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

Answer

Es ist unmöglich, eine Wärmekraftmaschine zu bauen, die mit 100 % Wirkungsgrad arbeitet.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt immer zu.

Answer

Alle Aussagen sind falsch.

Question 8

Welche der folgenden Aussagen beschreibt ein offenes System?

Accepted Answer

Es kann Masse und Energie mit seiner Umgebung austauschen.

Answer

Es kann nur Masse mit seiner Umgebung austauschen.

Answer

Es kann nur Energie mit seiner Umgebung austauschen.

Answer

Es kann weder Masse noch Energie mit seiner Umgebung austauschen.

Question 9

Wie lautet die prägnante Formulierung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist die Summe aus seiner potentiellen und kinetischen Energie.

Answer

Wärme fließt immer von einem wärmeren zu einem kälteren Körper.

Question 10

Welche der folgenden Aussagen zur Wärmeübertragung ist zutreffend?

Accepted Answer

Wärme kann durch alle genannten Übertragungsarten übertragen werden.

Answer

Wärme kann nur durch Leitung übertragen werden, also die direkte Weitergabe thermischer Energie von Teilchen zu Teilchen.

Answer

Wärme kann nur durch Konvektion übertragen werden, also die Bewegung erwärmter Materie.

Answer

Wärme kann nur durch Strahlung übertragen werden, also die Emission elektromagnetischer Wellen.

Question 11

Was ist die SI-Einheit der spezifischen Wärmekapazität?

Accepted Answer

Joule pro Kilogramm und Grad Celsius

Answer

Joule pro Gramm und Kelvin

Answer

Kalorie pro Gramm und Grad Celsius

Answer

Kalorie pro Kilogramm und Kelvin

Question 12

Welcher der folgenden Werkstoffe besitzt die höchste Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Wasser

Answer

Luft

Answer

Styropor

Question 13

Was ist die Besonderheit der Kelvin-Skala?

Accepted Answer

Sie ist eine absolute Temperaturskala, bei der der Nullpunkt dem absoluten Temperaturnullpunkt entspricht.

Answer

Sie ist eine relative Temperaturskala, bei der der Nullpunkt willkürlich festgelegt ist.

Answer

Sie ist eine Skala zur Messung der Wärmemenge.

Answer

Sie ist eine Skala zur Messung der spezifischen Wärmekapazität.

Question 14

Welcher der folgenden Prozesse ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Schmelzen von Eis

Answer

Kondensation von Wasserdampf

Answer

Sublimation von Trockeneis

Question 15

Worin besteht der wesentliche Unterschied zwischen Wärme und Temperatur?

Accepted Answer

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

Answer

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

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe.

Answer

Wärme ist das Gegenteil von Temperatur.

Question 16

Welches der folgenden Geräte dient zur Messung der Temperatur?

Accepted Answer

Thermometer

Answer

Barometer

Answer

Voltmeter

Answer

Amperemeter

Question 17

Wie hängt Entropie mit Unordnung zusammen? Gib ein Beispiel, wie mehr Unordnung in einem System zu höherer Entropie führt.

Accepted Answer

Entropie misst die Unordnung in einem System. Mehr Unordnung bedeutet mehr Entropie.

Answer

Entropie misst die Energie in einem System. Mehr Energie bedeutet weniger Entropie.

Answer

Unordnung hat keinen Einfluss auf die Entropie.

Answer

Entropie gilt nur für geschlossene Systeme.

Question 18

Nenne die vier Schritte des Otto-Kreisprozesses in der richtigen Reihenfolge.

Accepted Answer

1. Isentrope Kompression, 2. Isobare Wärmeaufnahme, 3. Isentrope Expansion, 4. Isobare Wärmeabgabe

Answer

1. Isobare Wärmeaufnahme, 2. Isentrope Kompression, 3. Isentrope Expansion, 4. Isobare Wärmeabgabe

Answer

1. Isentrope Expansion, 2. Isobare Wärmeaufnahme, 3. Isentrope Kompression, 4. Isobare Wärmeabgabe

Answer

1. Isobare Expansion, 2. Isentrope Wärmeabgabe, 3. Isentrope Kompression, 4. Isobare Wärmeaufnahme

Question 19

Welcher der folgenden Stoffe kann als ideales Gas betrachtet werden?

Accepted Answer

Luft

Answer

Flüssiges Wasser

Answer

Eis

Answer

Fester Stahl

Question 20

Welche Einheit wird zur Angabe der spezifischen Wärmekapazität verwendet?

Accepted Answer

J/(kg*K)

Answer

Pa

Answer

Nm

Answer

W/(m*K)

Question 21

Bei welchem thermodynamischen Prozess bleibt das Volumen konstant?

Accepted Answer

Isochorer Prozess

Answer

Adiabater Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 22

Wie lautet der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt stets zu.

Answer

Die Temperatur eines isolierten Systems bleibt konstant.

Question 23

Welche Art der Wärmeübertragung erfolgt durch elektromagnetische Wellen?

Accepted Answer

Strahlung

Answer

Diffusion

Answer

Leitung

Answer

Konvektion

Question 24

Was beschreibt der thermische Wirkungsgrad einer Wärmemaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Nutzleistung zur zugeführten Wärmemenge

Answer

Das Verhältnis der zugeführten Wärmemenge zur abgegebenen Nutzleistung

Answer

Die Differenz zwischen der zugeführten Wärmemenge und der abgegebenen Nutzleistung

Question 25

Welches Gas trägt maßgeblich zum Treibhauseffekt bei?

Accepted Answer

Kohlendioxid

Answer

Sauerstoff

Answer

Helium

Answer

Stickstoff

Question 26

Wie lautet der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt zu oder bleibt konstant.

Answer

Die absolute Temperatur eines Systems kann nicht auf den absoluten Nullpunkt gesenkt werden.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist minimal, wenn sich das System im thermischen Gleichgewicht befindet.

Question 27

Welche Energieträger werden in Kraftwerken häufig genutzt?

Accepted Answer

Fossile Brennstoffe, Kernenergie, Erneuerbare Energien

Answer

Wasser

Answer

Elektrizität

Question 28

Was ist eine adiabate Zustandsänderung?

Accepted Answer

Eine Zustandsänderung ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung

Answer

Eine Zustandsänderung mit konstantem Druck

Answer

Eine Zustandsänderung mit konstantem Volumen

Question 29

Welches der folgenden Systeme ist ein offenes System?

Accepted Answer

Ein Raum, der durch ein geöffnetes Fenster belüftet wird.

Answer

Ein Kolben mit beweglichem Stempel.

Answer

Ein geschlossener Behälter.

Question 30

Welches Gesetz beschreibt die Erhaltung von Energie in einem geschlossenen System?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Gesetz von Boyle-Mariotte

Answer

Gesetz von Charles

Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Question 31

Welches der folgenden Geräte nutzt den Stirling-Motor?

Accepted Answer

Kühlschrank

Answer

Waschmaschine

Answer

Klimaanlage

Question 32

Welche der folgenden Aussagen zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt mit der Zeit immer zu

Answer

Die Entropie eines offenen Systems kann sowohl zu- als auch abnehmen

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt mit der Zeit immer ab

Question 33

Welches der folgenden Systeme ist ein offenes System in der Thermodynamik?

Accepted Answer

Ein laufender Verbrennungsmotor

Answer

Ein isolierter Behälter mit einer Flüssigkeit

Answer

Eine geschlossene Flasche mit Wasser und einem darin befindlichen Thermometer

Answer

Eine mit Stickstoff gefüllte Thermosflasche

Question 34

Nenne drei verschiedene Mechanismen der Wärmeübertragung.

Accepted Answer

Konvektion, Leitung, Strahlung

Answer

Nur Strahlung

Answer

Nur Konvektion

Answer

Nur Leitung

Question 35

Formuliere den ersten Hauptsatz der Thermodynamik.

Accepted Answer

Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet, sondern nur umgewandelt werden

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt mit der Zeit zu

Answer

Wärme fließt immer vom kalten zum warmen Körper

Question 36

Welches Gerät wandelt chemische Energie direkt in mechanische Energie um?

Accepted Answer

Verbrennungsmotor

Answer

Gasturbine

Answer

Elektromotor

Answer

Solarzelle

Question 37

Erläutere den Unterschied zwischen Wärme und Temperatur.

Accepted Answer

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

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe

Question 38

Was geschieht, wenn der Druck eines idealen Gases reduziert wird?

Accepted Answer

Adiabatische Expansion

Answer

Isobare Expansion

Answer

Isochorische Kompression

Answer

Isotherme Kompression

Question 39

Was beschreibt der Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Nutzarbeit zur zugeführten Wärme

Answer

Die Differenz zwischen zugeführter und abgegebener Wärme

Answer

Die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und -senke

Question 40

Welches Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines idealen Gases?

Accepted Answer

Das ideale Gasgesetz

Answer

Charles'sches Gesetz

Answer

Gesetz von Avogadro

Answer

Boyle-Mariottesches Gesetz

Question 41

Welche der folgenden Aussagen über die Entropie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt mit der Zeit zu

Answer

Die Entropie eines Systems ist immer konstant

Answer

Die Entropie eines Systems kann negativ sein

Question 42

Welcher der folgenden Stoffe besitzt die höchste spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Luft

Answer

Aluminium

Answer

Holz

Question 43

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet werden, sondern nur umgewandelt

Answer

Die innere Energie eines geschlossenen Systems nimmt immer ab

Answer

Die Wärmezufuhr in ein System ist gleich der Arbeitsabgabe plus der Änderung der inneren Energie

Question 44

Wie verändert sich die innere Energie eines Systems, wenn Arbeit an ihm verrichtet wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie nimmt proportional zur geleisteten Arbeit zu

Answer

Sie nimmt ab

Answer

Sie bleibt konstant

Question 45

Was versteht man unter Entropie?

Accepted Answer

Ein Maß für die ungeordnete Energieverteilung eines Systems

Answer

Die Temperatur eines Systems

Answer

Die Energiemenge eines Systems

Question 46

Welcher der folgenden Prozesse ist isobar?

Accepted Answer

Ein Prozess bei konstantem Druck

Answer

Ein Prozess bei konstanter Temperatur

Answer

Ein Prozess bei konstantem Volumen

Answer

Ein Prozess bei konstanter Entropie

Question 47

Welcher der folgenden Stoffe ist ein guter Wärmeisolator?

Accepted Answer

Luft

Answer

Beton

Answer

Wasser

Answer

Eisen

Question 48

Welche Aufgabe hat ein Kältemittel?

Accepted Answer

Wärme von einem Ort zu einem anderen zu transportieren

Answer

Elektrizität zu erzeugen

Answer

Den Motor zu schmieren

Question 49

Welcher thermodynamische Zustand zeichnet sich durch eine gleichbleibende Temperatur und einen gleichbleibenden Druck aus?

Accepted Answer

Isobar-isotherm

Answer

Isochor

Answer

Adiabat

Answer

Isotherm

Question 50

Welche Aussage zur Wärmeübertragung ist korrekt?

Accepted Answer

Wärme fließt stets vom wärmeren zum kälteren Körper.

Answer

Wärme fließt stets vom kälteren zum wärmeren Körper.

Answer

Wärme kann ausschließlich durch Konvektion übertragen werden.

Question 51

Wie lautet der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die innere Energie eines Systems bleibt unverändert.

Question 52

Welche Einheit ist im SI-System als Einheit der Temperatur definiert?

Accepted Answer

Kelvin (K)

Answer

Rankine (R)

Answer

Grad Celsius (°C)

Answer

Grad Fahrenheit (°F)

Question 53

Bei welchem Prozess nimmt die Entropie zu?

Accepted Answer

Irreversibler Prozess

Answer

Reversibler Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Question 54

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist zutreffend?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Wärme kann nur vom kälteren zum wärmeren Körper fließen.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist stets konstant.

Question 55

Was versteht man unter der molaren Wärmekapazität einer Substanz?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 Mol der Substanz um 1 Kelvin zu erwärmen.

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 kg der Substanz um 1 Grad Celsius zu erwärmen.

Answer

Das Produkt aus der spezifischen Wärmekapazität und der Masse der Substanz.

Question 56

Was ist ein abgeschlossenes thermodynamisches System?

Accepted Answer

Ein System, das weder Energie noch Masse mit der Umgebung austauscht.

Answer

Ein System, das sowohl Energie als auch Masse mit der Umgebung austauscht.

Answer

Ein System, das nur Masse mit der Umgebung austauscht.

Answer

Ein System, das nur Energie mit der Umgebung austauscht.

Question 57

Welche der folgenden Größen ist KEINE Zustandsgröße in der Thermodynamik?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Question 58

Ein Kolben-Zylinder-System wird mit 100 Joule Wärme erhitzt. Die innere Energie des Systems steigt um 50 Joule. Wie viel Arbeit wird vom System verrichtet?

Accepted Answer

50 Joule

Answer

0 Joule

Answer

150 Joule

Answer

100 Joule

Question 59

Welche Art von Wärmeübertragung beschreibt die Bewegung von Fluiden?

Accepted Answer

Konvektion

Answer

Wärmeleitung

Answer

Strahlung

Answer

Diffusion

Question 60

Welcher Faktor beeinflusst den Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine am stärksten?

Accepted Answer

Die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke

Answer

Die Art des verwendeten Brennstoffes

Answer

Die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung

Answer

Die Größe der Wärmequelle

Question 61

Welches thermodynamische Prinzip erklärt die Funktionsweise eines Kfz-Klimasystems?

Accepted Answer

Dampfkompressionskälteprozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Joule-Thomson-Effekt

Answer

Carnot-Prozess

Question 62

Wie wird Wärme in einem Wärmetauscher übertragen?

Accepted Answer

Wärmeleitung

Answer

Konvektion

Answer

Strahlung

Answer

Adiabatischer Prozess

Question 63

Welche Einheit wird zur Messung der Entropie verwendet?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin (J/K)

Answer

Watt (W)

Answer

Newtonmeter (Nm)

Answer

Pascal (Pa)

Question 64

Welcher Prozess in einem Verbrennungsmotor-Kreisprozess beschreibt die Wärmeabgabe an die Umgebung?

Accepted Answer

Abkühlungsprozess

Answer

Verdichtungsprozess

Answer

Arbeitsprozess

Answer

Zündungsprozess