Quiz zum ersten Hauptsatz der Thermodynamik für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welche Energieform kann ein System an seine Umgebung abgeben?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Arbeit

Answer

Innere Energie

Answer

Potentielle Energie

Question 2

Gemäß dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist die Änderung der inneren Energie in einem geschlossenen System:

Accepted Answer

gleich der Summe aus zugeführter Wärme und verrichteter Arbeit

Answer

gleich der Differenz aus zugeführter Wärme und verrichteter Arbeit

Answer

unabhängig von zugeführter Wärme und verrichteter Arbeit

Answer

proportional zur verrichteten Arbeit

Question 3

Welche Aussage zur inneren Energie eines Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist eine extensive Größe, die von der Stoffmenge abhängt.

Answer

Sie ist eine intensive Größe, die von der Temperatur unabhängig ist.

Answer

Sie kann negative Werte annehmen.

Answer

Sie ist eine vektorielle Größe.

Question 4

In einem adiabaten Prozess:

Accepted Answer

findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt

Answer

wird keine Arbeit verrichtet

Answer

nimmt die innere Energie immer zu

Answer

bleibt die Entropie konstant

Question 5

Welche Einheit wird für die innere Energie verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt

Answer

Pascal

Question 6

Ein thermodynamisches System befindet sich in einem stationären Zustand, wenn:

Accepted Answer

sich seine Eigenschaften im Laufe der Zeit nicht ändern

Answer

es Arbeit verrichtet

Answer

es Wärme aufnimmt

Answer

es eine konstante Temperatur hat

Question 7

Welche Aussage über einen adiabaten Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Wärmeaustausch findet nicht statt

Answer

Arbeit wird nicht geleistet

Answer

Die Temperatur bleibt konstant

Answer

Die innere Energie ändert sich nicht

Question 8

Welche Aussage über exotherme Reaktionen ist zutreffend?

Accepted Answer

Wärme wird freigesetzt

Answer

Wärme wird absorbiert

Answer

Die innere Energie ändert sich nicht

Answer

Die Entropie nimmt zu

Question 9

Welche Aussage über den Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist immer kleiner als 100 %

Answer

Er kann 100 % erreichen

Answer

Er ist unabhängig von der Temperatur des Wärmereservoirs

Answer

Er nimmt mit zunehmender Temperatur des Wärmereservoirs zu

Question 10

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

Accepted Answer

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Energie eines abgeschlossenen Systems konstant bleibt.

Answer

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines abgeschlossenen Systems stets zunimmt.

Answer

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Temperatur eines abgeschlossenen Systems konstant bleibt.

Answer

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die innere Energie eines abgeschlossenen Systems konstant bleibt.

Question 11

Bei einem isobaren Prozess durchläuft ein ideales Gas den Übergang von Zustand 1 zu Zustand 2. Wie lässt sich die dabei verrichtete Arbeit korrekt beschreiben?

Accepted Answer

Arbeit entspricht dem Produkt aus Druck und Volumenänderung.

Answer

Arbeit entspricht dem Quotienten aus Druck und Volumenänderung.

Answer

Arbeit entspricht der Differenz zwischen Druck und Volumenänderung.

Answer

Arbeit entspricht dem Produkt aus Volumenänderung und Druckänderung.

Question 12

Beschreibe, wie sich die innere Energie eines geschlossenen Systems bei Wärmezufuhr verändert.

Accepted Answer

Die innere Energie nimmt zu.

Answer

Die innere Energie nimmt ab.

Answer

Die innere Energie bleibt unverändert.

Answer

Die innere Energie kann sowohl zu- als auch abnehmen.

Question 13

Welches der folgenden Systeme tauscht keine Wärme mit seiner Umgebung aus?

Accepted Answer

Adiabatisches System

Answer

Offenes System

Answer

Geschlossenes System

Answer

Isoliertes System

Question 14

Bei einem isentropen Prozess bleibt welche Größe konstant?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Innere Energie

Answer

Wärme

Answer

Arbeit

Question 15

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums kann nur zunehmen.

Answer

Die Enthalpie des Universums kann nur zunehmen.

Answer

Die innere Energie des Universums kann nur zunehmen.

Answer

Die freie Energie des Universums kann nur zunehmen.

Question 16

Welche der folgenden Maschinen arbeitet nicht nach dem Clausius-Rankine-Kreisprozess?

Accepted Answer

Verbrennungsmotor

Answer

Dampfkraftwerk

Answer

Kühlschrank

Answer

Wärmepumpe

Question 17

Welche Aussage zum Wirkungsgrad einer Wärmemaschine ist zutreffend?

Accepted Answer

Er ist immer kleiner als 100 %.

Answer

Er kann theoretisch 100 % erreichen.

Answer

Er kann größer als 100 % sein.

Answer

Er ist nur für Carnot-Prozesse definiert.

Question 18

Welcher Begriff beschreibt die Energie eines Systems, die auf seiner Temperatur und Bewegung beruht?

Accepted Answer

Innere Energie

Answer

Wärme

Answer

Arbeit

Answer

Enthalpie

Question 19

Welche SI-Einheit wird für Wärme verwendet?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Newton (N)

Answer

Kelvin (K)

Answer

Grad Celsius (°C)

Question 20

Bei welchem thermodynamischen Prozess wird Wärme ohne Veränderung des Volumens auf ein System übertragen?

Accepted Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Question 21

Welches der folgenden Systeme ist gemäß dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik ein geschlossenes System?

Accepted Answer

Ein geschlossener Zylinder mit Gas

Answer

Ein Kolben mit beweglichem Gewicht

Answer

Ein offener Behälter mit Wasser

Answer

Eine Turbine mit einströmendem Dampf

Question 22

In welchem Prozess findet kein Wärmeaustausch statt?

Accepted Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Question 23

Beschreiben Sie die wichtigsten Merkmale isobarer thermodynamischer Prozesse und nennen Sie ein konkretes Beispiel für einen solchen Prozess in einer praktischen Anwendung.

Accepted Answer

Isobare Prozesse zeichnen sich durch konstanten Druck aus, während sich das Volumen ändert. Temperatur und innere Energie können variieren.

Answer

Isobare Prozesse haben eine konstante Temperatur, während sich Druck und Volumen ändern.

Answer

Isobare Prozesse sind Prozesse, bei denen nur die innere Energie konstant bleibt.

Answer

Isobare Prozesse treten in der Praxis nicht auf.

Question 24

Welches Größenpaar ist in der Thermodynamik konjugiert?

Accepted Answer

Temperatur und Entropie

Answer

Druck und Temperatur

Answer

Innere Energie und Arbeit

Question 25

Was geschieht mit der inneren Energie eines Gases, wenn es adiabat komprimiert wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie nimmt ab

Answer

Sie bleibt konstant

Question 26

Welche Aussage zum ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Energie kann in andere Formen umgewandelt werden, aber ihre Gesamtmenge bleibt konstant

Answer

Energie kann erzeugt oder vernichtet werden

Answer

Die Gesamtmenge an Energie im Universum nimmt ständig ab

Question 27

In welcher Einheit wird die innere Energie gemessen?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Pascal

Question 28

Wie verändert sich die innere Energie eines idealen Gases, wenn es isobar erwärmt wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie bleibt konstant

Answer

Sie nimmt ab

Question 29

Welche der folgenden Größen ist eine extensive Größe?

Accepted Answer

Innere Energie

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Question 30

Welcher thermodynamische Prozess liegt vor, wenn ein geschlossenes System keine Wärme mit seiner Umgebung austauscht?

Accepted Answer

Adiabater Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Question 31

Welche Formel beschreibt die Arbeit in einem isochoren Prozess?

Accepted Answer

-p * ΔV

Answer

p * ΔV

Answer

ΔE

Question 32

Wie verändert sich die Temperatur eines Gases, wenn es isentrop komprimiert wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie bleibt konstant

Answer

Sie nimmt ab

Question 33

Wie lässt sich der erste Hauptsatz der Thermodynamik auf biologische Systeme anwenden?

Accepted Answer

Die innere Energie eines biologischen Systems kann nur durch Wärme- oder Arbeitszufuhr erhöht werden.

Answer

Biologische Systeme können Energie spontan erzeugen oder vernichten.

Answer

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik gilt nur für geschlossene Systeme.

Answer

Biologische Systeme sind immer im thermodynamischen Gleichgewicht.

Question 34

Welcher Prozess ermöglicht die effizienteste Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit?

Accepted Answer

Adiabater Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 35

Welche Aussage beschreibt präzise den Begriff der inneren Energie eines Systems?

Accepted Answer

Die Summe der kinetischen und potenziellen Energien seiner Teilchen

Answer

Die vom System geleistete Arbeit

Answer

Die vom System abgegebene Wärme

Question 36

Welcher der folgenden Prozesse ist durch die Abwesenheit von Wärmeaustausch mit der Umgebung gekennzeichnet?

Accepted Answer

Ein adiabatischer Prozess

Answer

Ein isothermer Prozess

Answer

Ein isobarer Prozess

Question 37

In welchem thermodynamischen Prozess wird Arbeit vom System an die Umgebung abgegeben?

Accepted Answer

Isobare Ausdehnung

Answer

Isochore Erwärmung

Answer

Adiabate Kompression

Question 38

Welche Methode kann zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität einer Substanz verwendet werden?

Accepted Answer

Kalorimetrische Messung

Answer

Elektrochemische Zelle

Answer

Spektroskopie

Answer

Adiabate Kompression

Question 39

Welche Einheit wird zur Messung von Arbeit verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Newton

Answer

Watt

Answer

Kelvin

Question 40

Welcher Prozess ist gekennzeichnet durch eine konstante Entropie des Systems?

Accepted Answer

Isoentroper Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Question 41

Welche Aussage über den ersten Hauptsatz der Thermodynamik trifft nicht zu?

Accepted Answer

Der erste Hauptsatz gilt auch für offene Systeme

Answer

Der erste Hauptsatz gilt für alle thermodynamischen Prozesse

Answer

Der erste Hauptsatz kann zur Berechnung des Wirkungsgrads von Wärmekraftmaschinen genutzt werden

Answer

Der erste Hauptsatz ist ein universeller Erhaltungssatz

Question 42

Welche Aussage beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

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

Answer

Die Energie des Universums ist konstant.

Question 43

Welche Größe ist keine Zustandsgröße?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Question 44

Bei einem isobaren Prozess bleibt welche Größe konstant?

Accepted Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Innere Energie

Answer

Volumen

Question 45

Welche Gleichung beschreibt die Änderung der inneren Energie in einem geschlossenen System?

Accepted Answer

ΔU = Q - W

Answer

W = ΔU - Q

Answer

Q = ΔU - W

Answer

ΔU = W - Q

Question 46

Welche Einheit wird zur Messung von Wärme verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Pascal

Answer

Kelvin

Question 47

Was beschreibt der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Nutzleistung zur zugeführten Wärmemenge.

Answer

Er ist für alle Wärmekraftmaschinen gleich.

Answer

Er ist immer größer als 1.

Question 48

In welchem System kann der erste Hauptsatz der Thermodynamik zur Verfolgung von Energieänderungen verwendet werden?

Accepted Answer

Geschlossenes System

Answer

Offenes System

Answer

Isoliertes System

Answer

Adiabatisches System

Question 49

Welcher der folgenden Ausdrücke beschreibt die innere Energie eines Systems?

Accepted Answer

Summe aller kinetischen und potenziellen Energiebeiträge seiner Bestandteile

Answer

Negative Summe der äußeren Energien

Answer

Differenz zwischen zugeführter Wärme und geleisteter Arbeit

Question 50

Welche der folgenden Größen ist eine Prozessgröße?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Temperatur

Answer

Entropie

Answer

Innere Energie

Question 51

Ein System verrichtet Arbeit an seiner Umgebung. Was passiert mit seiner inneren Energie?

Accepted Answer

Sie nimmt ab

Answer

Sie nimmt zu und wird negativ

Answer

Sie bleibt konstant

Answer

Sie nimmt zu

Question 52

Welche Aussage über den ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, sondern nur umgewandelt

Answer

Innere Energie ist eine intensive Größe

Answer

Wärme ist eine Form von Arbeit

Question 53

In welcher Einheit wird Wärme gemessen?

Accepted Answer

Joule

Answer

Grad Celsius

Answer

Watt

Answer

Kelvin

Question 54

Welcher Wirkungsgrad ist das theoretische Maximum für ein Wärmekraftwerk, das Wärme in elektrische Energie umwandelt?

Accepted Answer

Carnot-Wirkungsgrad

Answer

Rankine-Wirkungsgrad

Answer

Diesel-Wirkungsgrad

Answer

Otto-Wirkungsgrad

Question 55

Welche der folgenden Größen ist eine extensive Größe?

Accepted Answer

Innere Energie

Answer

Temperatur

Answer

Spezifische Wärmekapazität

Answer

Druck

Question 56

Welche der folgenden Aussagen über Kreisprozesse ist richtig?

Accepted Answer

Die innere Energie des Systems kehrt am Ende des Kreisprozesses auf ihren Anfangswert zurück

Answer

Die verrichtete Arbeit ist immer negativ

Answer

Die zugeführte Wärme ist immer größer als die abgeführte Wärme

Question 57

Welche Größe stellt keine Zustandsfunktion dar?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Innere Energie

Question 58

Ein thermodynamisches System nimmt 60 J Wärme auf. Es verrichtet gleichzeitig 20 J Arbeit. Wie groß ist die zugehörige Änderung der inneren Energie des Systems?

Accepted Answer

40 J

Answer

80 J

Answer

60 J

Answer

20 J

Question 59

Was kennzeichnet einen adiabatischen Prozess?

Accepted Answer

Es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Answer

Das System befindet sich im thermischen Gleichgewicht.

Answer

Die Enthalpie des Systems nimmt zu.

Answer

Die innere Energie des Systems bleibt konstant.

Question 60

Welche Aussage ist dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zuzuordnen?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt niemals ab.

Answer

Die innere Energie eines Systems kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

Answer

Die Enthalpie eines Systems ist immer positiv.

Answer

Wärme fließt immer vom kälteren zum wärmeren Körper.

Question 61

Welchen Nutzen hat eine reversible Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Maximale Umwandlung von Wärme in Arbeit.

Answer

Reduktion der Entropie eines Systems.

Answer

Erzeugung von Wärme aus mechanischer Arbeit.

Answer

Kühlung eines Systems unter die Umgebungstemperatur.

Question 62

Was beschreibt einen isothermen Prozess?

Accepted Answer

Konstante Temperatur des Systems.

Answer

Konstanten Druck des Systems.

Answer

Konstantes Volumen des Systems.

Answer

Konstante innere Energie des Systems.

Question 63

Wie unterscheidet sich Enthalpie von innerer Energie?

Accepted Answer

Enthalpie ist innere Energie plus Produkt aus Druck und Volumen.

Answer

Innere Energie ist Enthalpie plus Produkt aus Druck und Volumen.

Answer

Enthalpie ist innere Energie minus Produkt aus Druck und Volumen.

Answer

Innere Energie und Enthalpie sind identische Größen.

Question 64

Welche Einheit ist die SI-Einheit für innere Energie?

Accepted Answer

Joule

Answer

Watt

Answer

Erg

Answer

Kalorie