Thermodynamik Grundlagen: Online-Quiz für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welches der folgenden Systeme kann sowohl Materie als auch Energie austauschen?

Accepted Answer

Offenes System

Answer

Isoliertes System

Answer

Geschlossenes System

Answer

Adiabatisches System

Question 2

Welche Einheit wird für die Entropie verwendet?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt pro Kelvin

Question 3

Welcher Satz beschreibt die Energieerhaltung?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

Answer

Entropie nimmt in einem geschlossenen System immer zu.

Answer

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

Answer

Der Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks kann 100% erreichen.

Question 4

Was zeichnet den Carnot-Prozess aus?

Accepted Answer

Er hat den höchsten möglichen Wirkungsgrad.

Answer

Er ist irreversibel.

Answer

Er findet bei konstantem Volumen statt.

Answer

Er nutzt einen einzigen Wärmespeicher.

Question 5

Was geschieht mit der Entropie des Universums während eines irreversiblen Prozesses?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie wird unbestimmt.

Question 6

Welches der folgenden Systeme hat die höchste Entropie?

Accepted Answer

Wasserdampf bei 100 °C

Answer

Ein Glas Wasser bei 0 °C

Answer

Ein Glas Wasser bei 100 °C

Answer

Ein Eiswürfel bei 0 °C

Question 7

Welche Auswirkung hat die Entropie auf die Richtung chemischer Reaktionen?

Accepted Answer

Die Entropie begünstigt Reaktionen mit höherer Unordnung.

Answer

Die Entropie begünstigt Reaktionen mit geringerer Unordnung.

Answer

Die Entropie hat keinen Einfluss auf die Richtung chemischer Reaktionen.

Answer

Die Entropie begünstigt Reaktionen, die zu einem Temperaturanstieg führen.

Question 8

Welcher der folgenden Prozesse ist ein irreversibler Prozess, der nicht rückgängig gemacht werden kann?

Accepted Answer

Freie Expansion eines Gases

Answer

Isobare Expansion eines idealen Gases

Answer

Adiabate Kompression eines Gases

Answer

Isotherme Kompression eines Gases

Question 9

Welches der folgenden Geräte wandelt Wärmeenergie in mechanische Energie um?

Accepted Answer

Wärmekraftmaschine

Answer

Kondensator

Answer

Wärmetauscher

Answer

Wärmepumpe

Question 10

Welcher der folgenden Prozesse ist ein isentropischer Prozess, bei dem die Entropie des Systems konstant bleibt?

Accepted Answer

Reversible Expansion eines Gases

Answer

Adiabate Kompression eines Gases

Answer

Isotherme Expansion eines Gases

Answer

Freie Expansion eines Gases

Question 11

Welche Zustandsgröße ist eine intensive Größe, die nicht vom Systemumfang abhängt?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Volumen

Answer

Entropie

Question 12

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt die Zunahme der Unordnung in einem abgeschlossenen System?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz

Answer

Erster Hauptsatz

Answer

Dritter Hauptsatz

Answer

Nullter Hauptsatz

Question 13

Welcher thermodynamische Prozess zeichnet sich durch konstanten Druck aus?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Question 14

Welche Einheit ist die SI-Einheit für die Messung von Entropie?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt pro Meter

Question 15

Wie lautet die Formel für die Entropieänderung eines reversiblen Prozesses?

Accepted Answer

ΔS = Q/T

Answer

ΔS = Q - T

Answer

ΔS = T/Q

Answer

ΔS = Q + T

Question 16

Welche Aussage beschreibt das thermische Gleichgewicht korrekt?

Accepted Answer

Alle oben genannten Aussagen sind korrekt.

Answer

Zwei Systeme haben die gleiche Temperatur.

Answer

Zwei Systeme tauschen keine Wärme aus.

Answer

Zwei Systeme haben die gleiche innere Energie.

Question 17

Welcher Prozess ist irreversibel?

Accepted Answer

Freisetzung von Wärme in die Umgebung

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Question 18

Warum nimmt die Entropie des Universums in irreversiblen Prozessen laut dem Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu?

Accepted Answer

Irreversible Prozesse erhöhen die Unordnung in einem isolierten System.

Answer

Um die Energieerhaltung zu gewährleisten.

Answer

Die Entropie nimmt in jedem Prozess zu.

Answer

Die Entropieproduktion misst die in einem Prozess abgegebene Wärmemenge.

Question 19

Was sind thermodynamische Eigenschaften und wie verändern sie sich bei verschiedenen thermodynamischen Prozessen?

Accepted Answer

Thermodynamische Eigenschaften sind intensive Größen, die den Zustand eines Systems unabhängig von seiner Größe oder Masse beschreiben.

Accepted Answer

Extensive thermodynamische Eigenschaften addieren sich für ein zusammengesetztes System aus seinen Teilkomponenten.

Answer

Thermodynamische Eigenschaften ändern sich immer in die gleiche Richtung wie der Wärmefluss in ein System.

Answer

Bei einem isobaren Prozess bleibt die Temperatur des Systems konstant.

Question 20

Welche Einheit des internationalen Einheitensystems (SI) wird zur Messung von Energie verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt

Answer

Newton

Question 21

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines isolierten Systems tendenziell zunimmt?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz

Answer

Erster Hauptsatz

Answer

Dritter Hauptsatz

Answer

Vierter Hauptsatz

Question 22

Welche der folgenden Energiequellen ist erneuerbar?

Accepted Answer

Sonnenlicht

Answer

Erdöl

Answer

Erdgas

Answer

Kohle

Question 23

Welches Gerät wird zur Temperaturmessung verwendet?

Accepted Answer

Thermometer

Answer

Barometer

Answer

Manometer

Answer

Hygrometer

Question 24

Welche Enthalpieänderung ist charakteristisch für eine exotherme Reaktion?

Accepted Answer

Negative Enthalpieänderung

Answer

Positive Enthalpieänderung

Answer

Keine Enthalpieänderung

Question 25

Wie lautet der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie lässt sich weder erzeugen noch vernichten, sondern nur umwandeln.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die Temperatur eines idealen Gases ist proportional zu seinem Volumen.

Answer

Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine kann 100 % erreichen.

Question 26

Welche Gleichung beschreibt die ideale Gasgleichung?

Accepted Answer

pV = nRT

Answer

PV = kT

Answer

V = nRT

Answer

P = kVT

Question 27

Welcher Prozess ist isentrop?

Accepted Answer

Adiabatische Kompression eines idealen Gases

Answer

Isotherme Expansion eines idealen Gases

Answer

Isochorer Erwärmung eines idealen Gases

Answer

Isobare Abkühlung einer Flüssigkeit

Question 28

Was ist die Enthalpie?

Accepted Answer

Eine thermodynamische Größe, die die innere Energie eines Systems plus die aufgrund seines Drucks geleistete Arbeit darstellt.

Answer

Ein Maß für die Wärmemenge, die von einem System bei konstantem Druck freigesetzt oder aufgenommen wird.

Answer

Eine Zustandsfunktion, die die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Wärme auszutauschen.

Answer

Eine Größe, die verwendet wird, um die Richtung spontaner Prozesse vorherzusagen.

Question 29

Was ist der Unterschied zwischen Arbeit und Wärme?

Accepted Answer

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

Answer

Arbeit ist eine einseitige Energieübertragung, während Wärme eine beidseitige Energieübertragung ist.

Answer

Arbeit ist eine Zustandsfunktion, während Wärme eine Prozessfunktion ist.

Answer

Arbeit kann in Wärme umgewandelt werden, aber nicht umgekehrt.

Question 30

Welcher Zusammenhang besteht zwischen Entropie und der molekularen Unordnung eines Systems?

Accepted Answer

Entropie ist direkt proportional zur molekularen Unordnung.

Answer

Entropie ist umgekehrt proportional zur molekularen Unordnung.

Answer

Es gibt keinen Zusammenhang zwischen Entropie und molekularer Unordnung.

Question 31

Welcher Satz beschreibt das erste Gesetz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

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

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt nie ab.

Answer

Die Wärmekapazität eines Systems ist immer konstant.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist gleich der Summe der kinetischen und potentiellen Energie seiner Teilchen.

Question 32

Welches System ist ein geschlossenes System?

Accepted Answer

Eine Thermosflasche

Answer

Ein Topf mit kochendem Wasser

Answer

Ein platten Fahrradreifen

Answer

Ein offener Kamin

Question 33

Welcher der folgenden Stoffe hat die niedrigste Wärmekapazität pro Masseneinheit?

Accepted Answer

Luft

Answer

Wasser

Answer

Eisen

Answer

Aluminium

Question 34

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der Entropie verwendet?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Pascal

Question 35

Welcher Prozess kann vollständig in seinen Ausgangszustand zurückgeführt werden?

Accepted Answer

Magnetisierung

Answer

Verbrennung

Answer

Diffusion

Answer

Schmelzen

Question 36

Wie begrenzt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik die maximale Effizienz von Wärmekraftmaschinen?

Accepted Answer

Er setzt eine theoretische Grenze für ihre Effizienz.

Answer

Er verbietet den Betrieb von Wärmekraftmaschinen.

Answer

Er hat keinen Einfluss auf die Effizienz von Wärmekraftmaschinen.

Question 37

Welche der folgenden Aussagen beschreibt ein geschlossenes thermodynamisches System am treffendsten?

Accepted Answer

Es findet kein Austausch von Energie oder Materie mit der Umgebung statt.

Answer

Es findet ein Austausch von Materie, aber nicht von Energie mit der Umgebung statt.

Answer

Es findet ein Austausch von Energie, aber nicht von Materie mit der Umgebung statt.

Question 38

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Gesamtentropie eines abgeschlossenen Systems niemals abnimmt?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Nullter Hauptsatz der Thermodynamik

Question 39

Welche Aussage beschreibt einen isothermen Prozess am besten?

Accepted Answer

Die Temperatur des Systems bleibt konstant.

Answer

Das Volumen des Systems bleibt konstant.

Answer

Der Druck des Systems bleibt konstant.

Answer

Die innere Energie des Systems bleibt konstant.

Question 40

Welche Energieform bleibt in einem isobaren Prozess konstant?

Accepted Answer

Druck

Answer

Volumen

Answer

Innere Energie

Answer

Temperatur

Question 41

Welche Aussage beschreibt einen irreversiblen Prozess am zutreffendsten?

Accepted Answer

Ein Prozess, der nicht in seinen Ausgangszustand zurückgeführt werden kann.

Answer

Ein Prozess, der in seinen Ausgangszustand zurückgeführt werden kann.

Answer

Ein Prozess, der bei konstanter Temperatur abläuft.

Question 42

Welche Aussage charakterisiert ein geschlossenes thermodynamisches System?

Accepted Answer

Kein Austausch von Energie oder Materie mit der Umgebung.

Answer

Austausch von Materie, aber nicht von Energie.

Answer

Austausch von Energie, aber nicht von Materie.

Question 43

Was ist die SI-Einheit für Energie?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Kilowattstunde (kWh)

Answer

Newtonmeter (Nm)

Answer

Kalorie (cal)

Question 44

Formulieren Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik.

Accepted Answer

Die Änderung der inneren Energie eines Systems entspricht der Summe aus zugeführter Wärme und verrichteter Arbeit.

Answer

Die Entropie eines Systems kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

Question 45

Welches Merkmal kennzeichnet einen adiabatischen Prozess?

Accepted Answer

Kein Wärmeaustausch mit der Umgebung.

Answer

Reversible Zustandsänderung.

Answer

Konstanter Druck.

Question 46

Was beschreibt die Entropie?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems.

Answer

Ein Maß für die geleistete Arbeit eines Systems.

Answer

Ein Maß für die Wärmekapazität eines Systems.

Question 47

Welcher Prozess ist irreversibel?

Accepted Answer

Wärmeübertragung von einem wärmeren zu einem kälteren Körper.

Answer

Isothermer Prozess.

Answer

Adiabatischer Prozess.

Question 48

Was ist der thermodynamische Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Nutzleistung zur zugeführten Leistung.

Answer

Der maximal mögliche Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine.

Question 49

Was versteht man unter dem Carnot-Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Der maximale theoretische Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine, die zwischen zwei Wärmequellen unterschiedlicher Temperatur arbeitet.

Answer

Der Wirkungsgrad einer idealen Gasmaschine.

Question 50

Welches der folgenden Systeme ist ein offenes System, das sowohl Materie als auch Energie mit seiner Umgebung austauschen kann?

Accepted Answer

Ein Raum mit einer geöffneten Tür

Answer

Eine versiegelte Thermoskanne, die weder Materie noch Energie austauschen kann

Answer

Ein geschlossener Würfel, der nur Energie austauschen kann

Question 51

Welche Energieform wird bei der Verbrennung von Benzin freigesetzt, einem exothermen Prozess?

Accepted Answer

Thermische Energie (Wärme)

Answer

Chemische Energie (im Benzin gespeichert)

Answer

Elektrische Energie

Answer

Mechanische Energie

Question 52

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu oder bleibt im Gleichgewicht konstant.

Answer

Wärme fließt immer vom wärmeren zum kälteren Körper.

Answer

Die Energie eines isolierten Systems bleibt konstant.

Question 53

Welches der folgenden Geräte wandelt thermische Energie in mechanische Energie um, indem es einen thermodynamischen Kreisprozess durchläuft?

Accepted Answer

Wärmekraftmaschine

Answer

Kondensator, ein passives elektrisches Bauelement

Answer

Elektromotor, der mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt

Answer

Transformator, ein statisches Gerät zur Spannungsanpassung

Question 54

Was passiert mit der inneren Energie eines Systems, dem sowohl Wärme zugeführt als auch Arbeit verrichtet wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie wird negativ.

Answer

Sie bleibt konstant.

Question 55

Thermodynamisches Gleichgewicht bedeutet, dass:

Accepted Answer

Die makroskopischen Eigenschaften eines Systems (wie Temperatur, Druck, Volumen) sich im Laufe der Zeit nicht mehr ändern.

Answer

Die mikroskopischen Eigenschaften (wie Molekülbewegung) sich nicht mehr ändern.

Answer

Das System die maximale Entropie erreicht hat.

Question 56

Ein isentroper Prozess ist ein thermodynamischer Prozess, bei dem:

Accepted Answer

Die Entropie des Systems konstant bleibt.

Answer

Die Temperatur des Systems konstant bleibt (isothermer Prozess).

Answer

Der Druck des Systems konstant bleibt (isobarer Prozess).

Question 57

Die spezifische Wärmekapazität einer Substanz ist definiert als:

Accepted Answer

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

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um das Volumen von 1 kg der Substanz um 1 Kubikmeter zu ändern.

Answer

Die Temperaturänderung, die durch die Zufuhr von 1 Joule Wärme verursacht wird.

Question 58

Welche Zustandsänderung ist charakterisiert durch einen konstanten Druck?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 59

Was beschreibt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Energieerhaltung in thermodynamischen Systemen

Answer

Die Zunahme der Entropie in abgeschlossenen Systemen

Answer

Die Richtung irreversibler Prozesse

Question 60

Welche Größe ist ein Maß für die Unordnung in einem System?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Innere Energie

Answer

Freie Energie

Question 61

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Wärmeübertragung durch Wärmeleitung

Answer

Isobare Erwärmung eines Festkörpers

Answer

Adiabatische Expansion eines idealen Gases

Answer

Isotherme Kompression eines idealen Gases

Question 62

Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität einer Substanz?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 Gramm der Substanz um 1 Kelvin zu erhöhen

Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 Mol der Substanz um 1 Kelvin zu erhöhen

Question 63

Welche Gleichung beschreibt die Zustandsgleichung eines idealen Gases?

Accepted Answer

pV = nRT

Answer

dS > 0

Answer

U = Q - W

Question 64

Welche Aussage über den Carnot-Kreisprozess ist korrekt?

Accepted Answer

Es handelt sich um einen idealisierten, reversiblen Kreisprozess

Answer

Es ist ein Kreisprozess, der nur in adiabatischen Systemen abläuft

Answer

Es ist ein einfacher Kreisprozess, der nicht zur Energieumwandlung genutzt werden kann

Answer

Es ist ein irreversibler Kreisprozess, der nur bei hohen Temperaturen funktioniert