Der erste Hauptsatz der Thermodynamik: Energieerhaltung verstehen

Question 1

Welche der folgenden Reaktionen ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Verdunstung

Answer

Photosynthese

Answer

Kondensation

Question 2

Was bedeutet der Begriff "adiabatische Zustandsänderung"?

Accepted Answer

Eine Zustandsänderung ohne Wärmeaustausch

Answer

Eine Zustandsänderung mit konstantem Volumen

Answer

Eine Zustandsänderung mit konstantem Druck

Answer

Eine Zustandsänderung mit maximaler Entropie

Question 3

Was ist die SI-Einheit der inneren Energie?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Answer

Newtonmeter (Nm)

Answer

Kelvin (K)

Question 4

Was ist Wärme?

Accepted Answer

Eine Energieübertragung aufgrund einer Temperaturdifferenz

Answer

Eine Form von kinetischer Energie

Answer

Eine potentielle Energie

Answer

Eine Erhaltungsgröße

Question 5

Welches Gerät dient zur Messung der inneren Energie eines Systems?

Accepted Answer

Kalorimeter

Answer

Thermometer

Answer

Manometer

Answer

Amperemeter

Question 6

Was ist die Folge eines adiabatischen Prozesses?

Accepted Answer

Keine Wärmeübertragung

Answer

Keine Arbeitsverrichtung

Answer

Temperaturänderung

Answer

Druckänderung

Question 7

Welcher Prozess ist durch konstanten Druck gekennzeichnet?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 8

Was passiert bei einem exothermen Prozess?

Accepted Answer

Das System gibt Wärme an die Umgebung ab.

Answer

Das System nimmt Wärme von der Umgebung auf.

Answer

Die innere Energie des Systems nimmt zu.

Answer

Die Temperatur des Systems steigt.

Question 9

Welche der folgenden Größen ist eine extensive Größe?

Accepted Answer

Innere Energie

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Entropie

Question 10

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Die Summe der inneren Energie und der Arbeit ist konstant.

Answer

Die Wärmekapazität eines Stoffes ist temperaturabhängig.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt niemals ab.

Question 11

Welche Einheit hat die spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

J/(kg·K)

Answer

J/K

Answer

K/J

Answer

kg/J

Question 12

Welche Aussage über die innere Energie eines Systems ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist eine Zustandsfunktion.

Answer

Sie ist immer positiv.

Answer

Sie kann durch Messung direkt bestimmt werden.

Answer

Sie ist unabhängig von der Masse des Systems.

Question 13

Was ist ein reversibler Prozess?

Accepted Answer

Ein Prozess, der in die entgegengesetzte Richtung ablaufen kann.

Answer

Ein Prozess, der ohne Energieverlust abläuft.

Answer

Ein Prozess, der mit einer Temperaturänderung verbunden ist.

Answer

Ein Prozess, der mit einer Volumenänderung verbunden ist.

Question 14

Was ist eine isotherme Zustandsänderung?

Accepted Answer

Eine Zustandsänderung, bei der die Temperatur konstant bleibt.

Answer

Eine Zustandsänderung, bei der die innere Energie konstant bleibt.

Answer

Eine Zustandsänderung, bei der die Arbeit konstant bleibt.

Answer

Eine Zustandsänderung, bei der die Wärme konstant bleibt.

Question 15

Welche der aufgeführten Größen ist keine Zustandsgröße eines thermodynamischen Systems?

Accepted Answer

Arbeit

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Volumen

Question 16

Welche Einheit wird zur Messung von Wärme verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt

Answer

Newtonmeter

Question 17

Eine Wärmemaschine arbeitet mit einem Wirkungsgrad von 40 %. Wie viel Prozent der zugeführten Wärme werden in Arbeit umgewandelt?

Accepted Answer

40 %

Answer

20 %

Answer

60 %

Answer

80 %

Question 18

Was geschieht mit der Temperatur eines idealen Gases, wenn es sich adiabatisch ausdehnt?

Accepted Answer

Sie sinkt.

Answer

Sie steigt.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie nimmt zunächst zu und dann ab.

Question 19

Welche der folgenden Energiearten beschreibt die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Bewegung besitzt?

Accepted Answer

Kinetische Energie

Answer

Innere Energie

Answer

Potenzielle Energie

Answer

Chemische Energie

Question 20

Welche Einheit wird in der Physik zur Messung von Arbeit verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Newton

Answer

Watt

Answer

Kelvin

Question 21

Ein Gas wird in einem Zylinder komprimiert. Was geschieht mit der inneren Energie des Gases?

Accepted Answer

Sie nimmt zu, da Arbeit am Gas verrichtet wird.

Answer

Sie nimmt ab, da Wärme aus dem Gas entweicht.

Answer

Sie bleibt konstant, da kein Wärmeaustausch stattfindet.

Answer

Sie wird in Lichtenergie umgewandelt.

Question 22

Welcher der folgenden Prozesse ist adiabatisch?

Accepted Answer

Komprimierung eines Gases in einem isolierten Behälter

Answer

Verbrennung von Kraftstoff in einem Motor

Answer

Erwärmung von Wasser in einem offenen Topf

Answer

Abkühlung einer heißen Tasse Kaffee in einem Thermobecher

Question 23

Welche Einheit wird in der Physik zur Messung von Wärme verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Newton

Answer

Watt

Answer

Kelvin

Question 24

Welche der folgenden Aussagen über die innere Energie ist falsch?

Accepted Answer

Sie kann negativ sein.

Answer

Sie ist eine Zustandsfunktion.

Answer

Sie kann den Wert null annehmen.

Answer

Sie ist eine extensive Eigenschaft.

Question 25

Was geschieht mit der Temperatur eines Gases, wenn es in einem adiabatischen Prozess komprimiert wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie wird unendlich hoch.

Question 26

Was versteht man unter dem Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis von verrichteter Arbeit zur zugeführten Wärme

Answer

Das Verhältnis von zugeführter Wärme zur verrichteten Arbeit

Answer

Die Differenz zwischen zugeführter Wärme und verrichteter Arbeit

Answer

Die Summe aus zugeführter Wärme und verrichteter Arbeit

Question 27

Welche der folgenden Größen ist eine Zustandsgröße, die den Zustand eines thermodynamischen Systems unabhängig vom Weg beschreibt, auf dem dieser Zustand erreicht wurde?

Accepted Answer

Innere Energie

Answer

Wärme

Answer

Reibung

Answer

Arbeit

Question 28

Welcher der folgenden Prozesse ist isobar, d. h. bei konstantem Druck durchgeführt?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Question 29

Welche Einheit wird verwendet, um die innere Energie eines Systems anzugeben?

Accepted Answer

Joule

Answer

Watt

Answer

Kelvin

Answer

Pascal

Question 30

Welche der folgenden Einheiten ist keine Einheit für Wärme?

Accepted Answer

Newtonmeter

Answer

Joule

Answer

Kalorie

Answer

Wattstunde

Question 31

Formulieren Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik mathematisch und erläutern Sie die Bedeutung der einzelnen Terme.

Accepted Answer

**dQ = dU + dW**

Answer

dQ = dU - dW

Answer

dW = dQ - dU

Answer

dU = dW + dQ

Question 32

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt die:

Accepted Answer

Energieerhaltung in thermodynamischen Systemen

Answer

Energieumwandlung in thermodynamischen Systemen

Answer

Energieerzeugung in thermodynamischen Systemen

Answer

Energieübertragung in thermodynamischen Systemen

Question 33

Welche der folgenden Größen ist im ersten Hauptsatz NICHT enthalten?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Wärme

Answer

Arbeit

Answer

Innere Energie

Question 34

Ein isoliertes System ist ein System, das:

Accepted Answer

Weder Energie noch Materie mit seiner Umgebung austauschen kann

Answer

Nur Materie, aber keine Energie mit seiner Umgebung austauschen kann

Answer

Nur Energie, aber keine Materie mit seiner Umgebung austauschen kann

Question 35

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

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

Answer

Die innere Energie eines Systems ist konstant.

Question 36

Welche der folgenden Einheiten ist die SI-Einheit der inneren Energie?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Answer

Kelvin (K)

Answer

Pascal (Pa)

Question 37

Welche der folgenden Größen ist eine dimensionslose Größe?

Accepted Answer

Wirkungsgrad

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Question 38

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik kann verwendet werden, um:

Accepted Answer

Die Energiebilanz in einem System zu analysieren.

Answer

Die Richtung chemischer Reaktionen vorherzusagen.

Answer

Die Entropie eines Systems zu berechnen.

Question 39

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Die Summe aus innerer Energie, geleisteter Arbeit und zugeführter Wärme ist konstant.

Answer

Arbeit ist gleich innere Energie minus zugeführte Wärme.

Answer

Die innere Energie eines Systems nimmt ab, wenn Wärme abgegeben wird.

Question 40

Was ist unter innerer Energie zu verstehen?

Accepted Answer

Die Summe aller Energieformen innerhalb eines thermodynamischen Systems.

Answer

Die Energie, die das System über Wärme und Arbeit mit seiner Umgebung austauschen kann.

Answer

Die Energie, die das System zur Überwindung äußerer Kräfte benötigt.

Question 41

Welche Einheit wird zur Messung von Arbeit verwendet?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Answer

Kalorie (cal)

Answer

Newton (N)

Question 42

Welche Aussage charakterisiert einen adiabatischen Prozess?

Accepted Answer

Wärmeübertragung findet nicht statt (δQ = 0).

Answer

Innere Energieänderung findet nicht statt (δU = 0).

Answer

Temperaturänderung findet nicht statt (δT = 0).

Answer

Arbeitsübertragung findet nicht statt (δW = 0).

Question 43

Welche Aussage über den Wirkungsgrad eines Carnot-Prozesses ist zutreffend?

Accepted Answer

Er hängt vom Verhältnis der absoluten Temperaturen von Wärmequelle und -senke ab.

Answer

Er ist unabhängig vom Arbeitsmedium.

Answer

Er kann 100 % überschreiten.

Question 44

Welche Aussage trifft auf den Ersten Hauptsatz der Thermodynamik zu?

Accepted Answer

Die Summe aus innerer Energie, Arbeit und Wärme bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur eines isothermen Systems bleibt immer konstant.

Answer

Die innere Energie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer ab.

Question 45

Welche der folgenden Größen ist eine extensive Größe?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Spezifische Wärmekapazität

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Question 46

Was ist die Maßeinheit der Wärme?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Watt

Answer

Newton

Question 47

Welche Aussage über einen adiabatischen Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Answer

Die Temperatur bleibt immer konstant.

Answer

Die innere Energie nimmt zu.

Question 48

Ein ideales Gas wird in einem geschlossenen Behälter erhitzt. Was geschieht mit dem Druck des Gases?

Accepted Answer

Er nimmt zu.

Answer

Er wird unendlich.

Answer

Er bleibt konstant.

Answer

Er nimmt ab.

Question 49

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Wärme und Arbeit?

Accepted Answer

Wärme ist eine Energieübertragung durch Temperaturdifferenz, während Arbeit eine Energieübertragung durch Kraft ist.

Answer

Wärme ist eine extensive Größe, Arbeit eine intensive Größe.

Question 50

In einem System findet ein Prozess statt, bei dem die innere Energie abnimmt und keine Arbeit verrichtet wird. Was geschieht mit der Wärme?

Accepted Answer

Sie fließt aus dem System.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie wird unendlich.

Answer

Sie fließt in das System.

Question 51

Welche der folgenden Begriffe beschreibt die Energieform, die in einem System als zufällige Bewegung der Teilchen gespeichert ist?

Accepted Answer

Innere Energie

Answer

Wärmeenergie

Answer

Arbeitsenergie

Answer

Potenzielle Energie

Question 52

In welchem thermodynamischen Prozess bleibt die Temperatur des Systems konstant?

Accepted Answer

Isothermer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Question 53

Welche Aussage trifft auf eine exotherme Reaktion zu?

Accepted Answer

Das System gibt Wärme an die Umgebung ab.

Answer

Die Temperatur des Systems steigt.

Answer

Die innere Energie des Systems nimmt zu.

Answer

Das System nimmt Wärme von der Umgebung auf.

Question 54

Ein Gas wird in einem Zylinder komprimiert. Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst nicht die innere Energie des Gases?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit, mit der das Gas komprimiert wird.

Answer

Das Volumen des Zylinders

Answer

Die Temperatur des Gases

Question 55

Ein thermodynamisches System befindet sich im Gleichgewicht, wenn

Accepted Answer

Seine inneren und äußeren Variablen konstant sind.

Answer

Es Arbeit verrichtet.

Answer

Seine Temperatur ansteigt.

Answer

Es Wärme mit seiner Umgebung austauscht.

Question 56

Welche Maßeinheit wird für Arbeit verwendet?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Answer

Kelvin (K)

Answer

Newton (N)

Question 57

Ein adiabatischer Prozess ist gekennzeichnet durch

Accepted Answer

Keinen Wärmeaustausch mit der Umgebung.

Answer

Konstante Temperatur

Answer

Konstanten Druck

Question 58

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass

Accepted Answer

Die Gesamtenergie in einem isolierten System konstant bleibt.

Answer

Die innere Energie eines Systems nur durch Wärme erhöht werden kann.

Answer

Arbeit immer in Wärme umgewandelt wird.

Question 59

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Die Mischung zweier Gase

Answer

Die Ausdehnung eines Gases

Answer

Die Erwärmung eines Gases

Answer

Die Kompression eines Gases

Question 60

Welche der folgenden Aussagen beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

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

Answer

Wärme ist eine Form von Energie, die nicht in Arbeit umgewandelt werden kann.

Question 61

Ein ideales Gas wird in einem adiabatischen Prozess komprimiert. Trifft eine der folgenden Aussagen zu? Wählt die richtige Aussage aus.

Accepted Answer

Die innere Energie des Gases erhöht sich.

Answer

Die innere Energie des Gases verringert sich.

Answer

Die Temperatur des Gases bleibt konstant.

Question 62

Ein System nimmt 200 J an Wärmeenergie auf und leistet 150 J Arbeit. Wie verändert sich die innere Energie des Systems?

Accepted Answer

Die innere Energie des Systems nimmt um 50 J zu.

Answer

Die innere Energie des Systems nimmt um 350 J ab.

Question 63

Welche der folgenden Größen ist keine Zustandsgröße?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Druck

Answer

Innere Energie

Question 64

Ein System wird bei konstantem Druck erwärmt. Was geschieht mit der inneren Energie des Systems?

Accepted Answer

Die innere Energie des Systems nimmt zu.

Answer

Die innere Energie des Systems ändert sich nicht.