Thermodynamische Zustandsgleichungen: Online-Quiz für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welche Aussage zur Van-der-Waals-Gleichung trifft zu?

Accepted Answer

Sie ist eine Zustandsgleichung für reale Gase.

Answer

Sie berücksichtigt nur die Anziehungskräfte zwischen den Gasmolekülen.

Answer

Sie kann nur für Gase mit hohen Drücken verwendet werden.

Answer

Sie enthält keine empirischen Parameter.

Question 2

Welche der folgenden Aussagen zur Van-der-Waals-Gleichung beschreibt korrekt ihre Anwendbarkeit?

Accepted Answer

Sie korrigiert die ideale Gasgleichung für hohe Temperaturen und niedrige Drücke.

Answer

Sie beschreibt das Verhalten von Flüssigkeiten besser als von Gasen.

Answer

Sie berücksichtigt nur abstoßende intermolekulare Kräfte.

Answer

Sie ist eine Zustandsgleichung für ideale Gase.

Question 3

Was ist der Unterschied zwischen einer extensiven und einer intensiven Größe in der Thermodynamik?

Accepted Answer

Eine extensive Größe ist proportional zur Stoffmenge, während eine intensive Größe unabhängig ist.

Answer

Eine intensive Größe ist proportional zur Temperatur, während eine extensive Größe unabhängig ist.

Answer

Eine extensive Größe ist umgekehrt proportional zur Stoffmenge, während eine intensive Größe proportional ist.

Answer

Es gibt keinen Unterschied zwischen extensiven und intensiven Größen.

Question 4

Welche Zustandsgröße dient zur Beschreibung der Temperatur eines Gases?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Volumen

Answer

Innere Energie

Question 5

Welches Diagramm eignet sich am besten zur Darstellung des Verhaltens eines Gases bei unterschiedlichen Temperaturen und Drücken?

Accepted Answer

p-V-Diagramm

Answer

T-s-Diagramm

Answer

h-x-Diagramm

Answer

Mollier-Diagramm

Question 6

Welche Aussage zum kritischen Punkt eines Gases ist richtig?

Accepted Answer

Er ist der Punkt, an dem flüssige und gasförmige Phase nicht mehr unterscheidbar sind.

Answer

Er ist durch eine maximale Temperatur und einen minimalen Druck gekennzeichnet.

Answer

Er wird durch die Van-der-Waals-Gleichung vollständig beschrieben.

Answer

Er ist für alle Gase identisch.

Question 7

Welche Zustandsgleichung beschreibt die Abweichungen realer Gase vom idealen Gasverhalten?

Accepted Answer

Van-der-Waals-Gleichung

Answer

Clausius-Clapeyron-Gleichung

Answer

Virialgleichung

Answer

Benedict-Webb-Rubin-Gleichung

Question 8

Welcher Faktor hat keinen Einfluss auf die Zustandsgleichung eines Gases?

Accepted Answer

Elektrische Leitfähigkeit

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Molare Masse

Question 9

Die Steigung der Isotherme im p-V-Diagramm eines realen Gases ist gegeben durch:

Accepted Answer

-nRT/(V-b)

Answer

-RT/V

Answer

-nRT/V

Answer

-RT/(V-nb)

Question 10

Welche Aussage beschreibt die innere Energie eines Gases bei konstantem Volumen?

Accepted Answer

Sie ist proportional zur Temperatur.

Answer

Sie ist unabhängig von der Temperatur.

Answer

Sie ist proportional zum Druck.

Answer

Sie ist unabhängig vom Druck.

Question 11

Die Arbeit, die ein Gas bei einem isothermen Prozess verrichtet, ist gegeben durch:

Accepted Answer

-nRTln(V2/V1)

Answer

-pΔV

Answer

-nRTln(p2/p1)

Answer

-nRTln(V1/V2)

Question 12

Welcher Prozess ist adiabat?

Accepted Answer

Adiabatische Kompression

Answer

Isobare Ausdehnung

Answer

Isotherme Kompression

Answer

Isochorische Erwärmung

Question 13

Welche Aussage beschreibt eine Eigenschaft realer Gase?

Accepted Answer

Ihr Van-der-Waals-Parameter "a" steht für die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen.

Answer

Ihr Verhalten entspricht exakt der idealen Gasgleichung.

Answer

Sie weichen bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen nicht vom idealen Gasverhalten ab.

Answer

Ihre Kompressibilität ist unveränderlich.

Question 14

Nenne den Faktor, der für die Abweichungen des realen Gasverhaltens vom idealen Gasverhalten verantwortlich ist.

Accepted Answer

Intermolekulare Kräfte

Answer

Kompressibilität

Answer

Temperatur

Question 15

Welche der aufgeführten Größen ist keine Zustandsgröße eines thermodynamischen Systems?

Accepted Answer

Energie

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Question 16

Wie lautet die Formel zur Berechnung der kritischen Temperatur für ein reales Gas gemäß der Van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

T_k = 8a / 27Rb

Answer

T_k = 27a / 8Rb

Answer

T_k = R / 8a

Answer

T_k = 8a / R

Question 17

Welche Einheit ist für den Kompressibilitätsfaktor gültig?

Accepted Answer

dimensionslos

Answer

m³ / kg

Answer

K / Pa

Answer

Pa / m³

Question 18

Welche der folgenden Aussagen zu isothermen Prozessen ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Es findet keine Wärmeübertragung statt.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die Entropie kann sich ändern.

Answer

Arbeit wird am System verrichtet.

Question 19

Wie lautet der Ausdruck für die Entropieänderung bei einem reversiblen Prozess?

Accepted Answer

dS = dQ / T

Answer

dS = Q / T

Answer

dS = ΔS / T

Answer

dS = TΔS

Question 20

Welche der folgenden Gleichungen repräsentiert die Van-der-Waals-Gleichung für reale Gase?

Accepted Answer

p = (nRT)/(V - b) - a/V^2

Answer

pV = nRT

Answer

pV = NkT

Answer

p = (nRT)/(V + b) - a/V^2

Question 21

Für welche Art von Gasen liefert die Van-der-Waals-Gleichung eine genauere Näherung als die ideale Gasgleichung?

Accepted Answer

Reale Gase

Answer

Ideale Gase

Answer

Gase bei hohen Drücken

Answer

Gase bei niedrigen Temperaturen

Question 22

Welcher Parameter in der Van-der-Waals-Gleichung steht für die Anziehungskraft zwischen den Gasmolekülen?

Accepted Answer

'a'

Answer

'b'

Answer

'R'

Answer

'n'

Question 23

Welcher Parameter in der Van-der-Waals-Gleichung repräsentiert das Eigenvolumen der Gasmoleküle?

Accepted Answer

'b'

Answer

'a'

Answer

'R'

Answer

'n'

Question 24

Was ist eine isotherme Zustandsänderung?

Accepted Answer

Eine Zustandsänderung bei konstanter Temperatur

Answer

Eine Zustandsänderung bei konstantem Druck

Answer

Eine Zustandsänderung bei konstantem Volumen

Answer

Eine Zustandsänderung bei konstanter Entropie

Question 25

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle der Van-der-Waals-Gleichung bei der Untersuchung von Phasenübergängen zwischen Flüssigkeiten und Gasen?

Accepted Answer

Ermöglicht die Vorhersage des Dampfdrucks realer Gase

Accepted Answer

Kann das kritische Verhalten von Gasen beschreiben

Answer

Gilt nur für ideale Gase

Question 26

Was gibt der Kompressibilitätsfaktor Z an?

Accepted Answer

Die Abweichung eines realen Gases vom idealen Gasverhalten

Answer

Die Verdichtbarkeit eines Gases unter Druck

Answer

Das Verhältnis von Druck und Volumen eines Gases

Answer

Die Temperaturabhängigkeit des Gasvolumens

Question 27

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Van-der-Waals-Gleichung am zutreffendsten?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen und das Eigenvolumen der Moleküle, was sie für reale Gase genauer macht.

Answer

Sie ist eine Vereinfachung der idealen Gasgleichung, die für Gase mit geringen Drücken und hohen Temperaturen Gültigkeit hat.

Answer

Sie ist für alle Gase unter allen Bedingungen gültig und daher der idealen Gasgleichung vorzuziehen.

Answer

Sie ist mathematisch einfacher als die ideale Gasgleichung und daher leichter anzuwenden.

Question 28

Welche Gründe führten zur Entwicklung der Van-der-Waals-Gleichung und welche Bedeutung hat sie in der Thermodynamik?

Accepted Answer

Sie überwindet Einschränkungen der idealen Gasgleichung bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen

Accepted Answer

Sie berücksichtigt Wechselwirkungen zwischen Gasmolekülen

Answer

Sie vereinfacht komplexe thermodynamische Berechnungen

Answer

Sie hat nur historische Bedeutung und keine praktische Anwendung

Question 29

Erklären Sie in Ihren eigenen Worten, wie die Parameter a und b in der Van-der-Waals-Gleichung die molekularen Wechselwirkungen in realen Gasen berücksichtigen.

Accepted Answer

Der Parameter a steht für die Stärke der anziehenden Kräfte zwischen den Molekülen, während b das Volumen ausschließt, das von den Molekülen selbst eingenommen wird.

Answer

Der Parameter b steht für die Stärke der anziehenden Kräfte zwischen den Molekülen, während a das Volumen ausschließt, das von den Molekülen selbst eingenommen wird.

Answer

Sowohl a als auch b hängen vom Druck des Gases ab.

Answer

Die Parameter a und b hängen nicht mit den molekularen Wechselwirkungen zusammen.

Question 30

Das kritische Volumen eines realen Gases ist:

Accepted Answer

Das Volumen, bei dem der Phasenübergang von Gas zu Flüssigkeit stattfindet.

Answer

Das Volumen, bei dem das Gas den niedrigsten Druck aufweist.

Answer

Das Volumen, bei dem das Gas die höchste Temperatur aufweist.

Answer

Das Volumen, bei dem das Gas das größte Volumen einnimmt.

Question 31

Die Verdampfungsenthalpie ist definiert als:

Accepted Answer

Die Energiemenge, die benötigt wird, um 1 kg Flüssigkeit in 1 kg Gas umzuwandeln.

Answer

Die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn 1 kg Gas in 1 kg Flüssigkeit kondensiert.

Answer

Die Energiemenge, die benötigt wird, um 1 kg Flüssigkeit auf ihren Siedepunkt zu erhitzen.

Answer

Die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn 1 kg Gas auf seinen Kondensationspunkt abgekühlt wird.

Question 32

Beim isobaren Prozess bleibt:

Accepted Answer

Der Druck konstant

Answer

Die Temperatur konstant

Answer

Das Volumen konstant

Answer

Die innere Energie konstant

Question 33

Welche Aussage zur adiabatischen Kompression eines idealen Gases ist korrekt?

Accepted Answer

Die Temperatur des Gases steigt.

Answer

Die Temperatur des Gases sinkt.

Answer

Die Temperatur des Gases bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur des Gases kann sowohl steigen als auch sinken.

Question 34

Der thermodynamische Zustand eines Systems wird vollständig beschrieben durch:

Accepted Answer

Druck, Volumen und Temperatur

Answer

Innere Energie, Entropie und Volumen

Answer

Enthalpie, freie Energie und Volumen

Answer

Temperatur, Entropie und Druck

Question 35

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt:

Accepted Answer

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

Answer

Die innere Energie eines geschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die freie Energie eines geschlossenen Systems nimmt immer ab.

Question 36

Welche Aussage trifft auf die Anwendbarkeit der Van-der-Waals-Gleichung zu?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt die Wechselwirkungen zwischen Molekülen und ihr Eigenvolumen.

Answer

Sie ist für alle Gase genauer als die ideale Gasgleichung.

Answer

Sie gilt nur für Gase mit hohem Molekulargewicht.

Answer

Sie ist eine Vereinfachung der idealen Gasgleichung und liefert weniger genaue Ergebnisse.

Question 37

Welche Aussage zur Van-der-Waals-Gleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt Wechselwirkungen zwischen Gasmolekülen und ihr Eigenvolumen.

Accepted Answer

Sie kann zur Berechnung des Kompressibilitätsfaktors verwendet werden.

Answer

Sie gilt für ideale Gase.

Answer

Sie ist für alle Druck- und Temperaturbereiche gültig.

Question 38

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Van-der-Waals-Gleichung korrekt?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt die Anziehungskräfte zwischen den Gasmolekülen und ihr Eigenvolumen.

Answer

Sie ist für alle Temperaturen und Drücke eine gute Beschreibung für reale Gase.

Answer

Sie ist eine Zustandsgleichung für Flüssigkeiten.

Answer

Ihre Konstanten a und b hängen von der Temperatur ab.

Question 39

Welche der folgenden Aussagen trifft auf das ideale Gasgesetz (auch Zustandsgleichung) zu?

Accepted Answer

Unter idealen Bedingungen ist der Druck des Gases direkt proportional zur Temperatur.

Answer

Die innere Energie des Gases ist abhängig vom Volumen.

Answer

Das Volumen des Gases ist indirekt proportional zur Temperatur.

Question 40

Welche der genannten Intermolekularkräfte ist primär für die Abweichung des Verhaltens eines realen Gases vom idealen Gasverhalten verantwortlich?

Accepted Answer

Kohesionskräfte

Answer

Elektrostatische Kräfte

Answer

Lorentz-Kräfte

Answer

Gravitationskräfte

Question 41

Welche Bedeutung hat der Parameter 'a' in der Van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

Er berücksichtigt die Anziehungskräfte (Kohäsionskräfte) zwischen den Gasmolekülen.

Answer

Er berücksichtigt die Temperatur des Gases.

Answer

Er berücksichtigt das Volumen der Gasmoleküle selbst.

Question 42

Welche Bedeutung hat der Parameter 'b' in der Van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

Er berücksichtigt das Eigenvolumen der Gasmoleküle.

Answer

Er berücksichtigt die Stärke der Anziehungskräfte.

Answer

Er berücksichtigt die Temperatur des Gases.

Question 43

Unter welchen Bedingungen nähert sich das Verhalten eines realen Gases dem eines idealen Gases an?

Accepted Answer

Niedriger Druck und hohe Temperatur

Answer

Hoher Druck und hohe Temperatur

Answer

Hoher Druck und niedrige Temperatur

Answer

Niedriger Druck und niedrige Temperatur

Question 44

Welche Größe(n) kann/können mit Hilfe der Van-der-Waals-Gleichung berechnet werden?

Accepted Answer

Alle Zustandsgrößen (p, V, T)

Answer

Nur Temperatur

Answer

Nur Volumen

Answer

Nur Druck

Question 45

Wie verhalten sich die Isothermen eines realen Gases in einem p-V-Diagramm im Vergleich zu denen eines idealen Gases?

Accepted Answer

Sie weichen bei hohen Drücken von der Hyperbel eines idealen Gases ab.

Answer

Sie sind Parabeln mit negativem Koeffizienten.

Answer

Sie sind Geraden mit positiver Steigung.

Question 46

Was beschreibt die Kompressibilität eines Gases?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die relative Volumenänderung eines Gases bei Druckänderung.

Answer

Sie ist ein Maß für die Druckänderung eines Gases bei Temperaturänderung.

Answer

Sie ist ein Maß für die Temperaturänderung eines Gases bei Volumenänderung.

Question 47

Welche Einheit wird für die Kompressibilität verwendet?

Accepted Answer

Pa⁻¹

Answer

K

Answer

J

Question 48

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Abweichung eines realen Gases vom idealen Gasverhalten bei hohen Drücken am besten?

Accepted Answer

Abweichung aufgrund intermolekularer Anziehungskräfte

Answer

Konstantes Volumen trotz Druckänderung

Answer

Streng lineare Abhängigkeit vom Druck

Question 49

Welche Aussage zur Isotherme eines realen Gases im p-V-Diagramm ist korrekt?

Accepted Answer

Bei hohen Drücken ist sie nicht linear.

Answer

Sie folgt immer einer Parabel.

Answer

Sie ist immer eine gerade Linie.

Answer

Sie hat immer einen positiven Anstieg.

Question 50

Welche Größen beeinflussen das Kompressibilitätsverhalten eines Gases?

Accepted Answer

Temperatur und Druck

Answer

Nur Druck

Answer

Nur Temperatur

Answer

Molmasse

Question 51

Welche Aussage zur Boyle-Mariotte-Gleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie gilt für ideale Gase bei konstanter Temperatur.

Answer

Sie kann für alle Gase bei allen Temperaturen verwendet werden.

Answer

Sie berücksichtigt intermolekulare Kräfte.

Question 52

Welche Gleichung beschreibt die adiabatische Zustandsänderung eines idealen Gases?

Accepted Answer

PV^(γ) = konstant

Answer

PV = konstant

Answer

TV^(γ) = konstant

Answer

TV = konstant

Question 53

Welche Annahme trifft auf ein reales Gas bei hohen Temperaturen zu?

Accepted Answer

Sein Verhalten nähert sich dem eines idealen Gases an.

Answer

Sein Volumen wird größer als bei einem idealen Gas.

Answer

Die intermolekularen Kräfte nehmen zu

Question 54

Welche der folgenden Aussagen zur Van-der-Waals-Gleichung trifft zu?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt die anziehenden Kräfte zwischen den Molekülen und das endliche Volumen der Moleküle.

Answer

Sie ist eine vereinfachte Form der idealen Gasgleichung.

Answer

Sie gilt nur für ideale Gase.

Question 55

Welche Größe beschreibt der Parameter "a" in der Van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

Anziehungskraft zwischen den Molekülen

Answer

Temperatur des Gases

Answer

Druck des Gases

Answer

Volumen der Moleküle

Question 56

Was versteht man unter der Kompressibilität eines Gases?

Accepted Answer

Maß für die Volumenänderung bei Druckänderung

Answer

Verhältnis von Druck zu Volumen

Answer

Unabhängig von der Temperatur des Gases

Question 57

Welche Faktoren beeinflussen die Zustandsgleichung eines Gases?

Accepted Answer

Temperatur, Druck und Volumen

Answer

Nur Temperatur

Answer

Nur Druck

Answer

Nur Volumen

Question 58

Welche Zustandsgleichung beschreibt das Verhalten realer Gase am besten?

Accepted Answer

Van-der-Waals-Gleichung

Answer

Maxwell-Boltzmann-Verteilung

Answer

Clausius-Clapeyron-Gleichung

Answer

Ideale Gasgleichung

Question 59

Welche Aussage zur kritischen Temperatur eines Gases ist korrekt?

Accepted Answer

Oberhalb der kritischen Temperatur ist ein Gas nicht kondensierbar.

Answer

Die kritische Temperatur ist unabhängig vom Druck des Gases.

Answer

Unterhalb der kritischen Temperatur ist ein Gas immer flüssig.

Question 60

Welche Aussage zur thermodynamischen Zustandsgleichung ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Sie beschreibt das Verhalten aller Stoffe.

Answer

Sie ist eine mathematische Gleichung, die den Zustand eines thermodynamischen Systems beschreibt.

Answer

Sie ist eine empirische Gleichung, die auf experimentellen Daten basiert.

Answer

Sie kann verwendet werden, um verschiedene thermodynamische Eigenschaften zu berechnen.

Question 61

Nennen Sie den wesentlichen Unterschied zwischen einer idealen und einer realen Gasgleichung.

Accepted Answer

Ideale Gasgleichungen vernachlässigen die Wechselwirkungen zwischen den Molekülen und ihr Volumen.

Answer

Ideale Gasgleichungen sind leichter zu lösen.

Question 62

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Zustandsgleichung eines idealen Gases?

Accepted Answer

PV = nRT

Answer

V^2P = nRT

Answer

PV^2 = nRT

Answer

P^2V = nRT

Question 63

Welche Kräfte berücksichtigt die Van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

Anziehungskräfte und Volumen der Moleküle

Answer

Abstoßungskräfte

Answer

Nur Volumen der Moleküle

Answer

Nur Anziehungskräfte

Question 64

Welche Faktoren beeinflussen die Abweichung eines realen Gases vom idealen Verhalten?

Accepted Answer

Druck und Temperatur

Answer

Nur Druck

Answer

Nur Temperatur

Answer

Nur Volumen