Thermodynamik lernen: Quizze und Übungen für Klasse 10 Hauptschule

Question 1

Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Carnot-Kreisprozess und dem Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen?

Accepted Answer

Der Carnot-Kreisprozess stellt den theoretisch maximal möglichen Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine dar.

Answer

Der Carnot-Kreisprozess ist ein Kreisprozess, der bei konstanter Temperatur abläuft.

Answer

Der Carnot-Kreisprozess ist ein Kreisprozess, bei dem keine Wärme an die Umgebung abgegeben wird.

Answer

Der Carnot-Kreisprozess ist ein Kreisprozess, der nur bei sehr hohen Temperaturen abläuft.

Question 2

Ein Objekt mit einer Masse von 2 kg und einer spezifischen Wärmekapazität von 400 J/(kg·K) soll von 20 °C auf 80 °C erwärmt werden. Berechne die dafür benötigte Wärmemenge.

Accepted Answer

12 kJ

Answer

6 kJ

Answer

24 kJ

Answer

48 kJ

Question 3

Gib die allgemeine Zustandsgleichung für ideale Gase an und erläutere ihre praktische Bedeutung. Nenne ein konkretes Beispiel für die Anwendung dieser Gleichung.

Accepted Answer

pV = nRT

Answer

p/V = konstant

Answer

V/T = konstant

Answer

pV/T = konstant

Question 4

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer ab.

Answer

Die Temperatur eines abgeschlossenen Systems steigt immer an.

Answer

Die Wärmekapazität eines abgeschlossenen Systems ist unendlich groß.

Question 5

Wie verändert sich die Entropie eines Systems durch irreversible Prozesse?

Accepted Answer

Die Entropie nimmt immer zu.

Answer

Die Entropie nimmt immer ab.

Answer

Die Entropie bleibt unverändert.

Question 6

Wie wirkt sich die Temperaturdifferenz zwischen den Betriebstemperaturen auf den maximalen Wirkungsgrad eines Carnot-Kreisprozesses aus?

Accepted Answer

Der maximale Wirkungsgrad steigt mit zunehmender Temperaturdifferenz.

Answer

Der maximale Wirkungsgrad sinkt mit zunehmender Temperaturdifferenz.

Answer

Der maximale Wirkungsgrad ist unabhängig von der Temperaturdifferenz.

Answer

Der maximale Wirkungsgrad eines Carnot-Kreisprozesses beträgt immer 100 %.

Question 7

Wie verhält sich der Wirkungsgrad zum thermischen Wirkungsgrad eines Wärmekraftprozesses?

Accepted Answer

Der Wirkungsgrad ist kleiner oder gleich dem thermischen Wirkungsgrad.

Answer

Der Wirkungsgrad ist immer größer als der thermische Wirkungsgrad.

Answer

Der Wirkungsgrad ist gleich dem thermischen Wirkungsgrad.

Question 8

Wie beeinflusst die Entropieänderung chemische Reaktionen und deren Gleichgewicht?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Richtung der Reaktion, in die sich das Gleichgewicht verschiebt.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf das Gleichgewicht.

Answer

Sie bestimmt die Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Sie ist nur bei exothermen Reaktionen relevant.

Question 9

Nenne die drei Mechanismen der Wärmeübertragung und beschreibe kurz, wie jeder von ihnen funktioniert.

Accepted Answer

Leitung: Wärme fließt durch direkten Kontakt zwischen Objekten.

Accepted Answer

Konvektion: Wärme wird durch die Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen übertragen.

Accepted Answer

Strahlung: Wärme wird durch unsichtbare Wellen übertragen, die sich durch den Raum bewegen.

Answer

Induktion: Wärme wird durch elektromagnetische Felder übertragen.

Question 10

Was besagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik und wie bestimmt er die Richtung spontaner Vorgänge?

Accepted Answer

Die Unordnung (Entropie) eines abgeschlossenen Systems nimmt in spontanen Vorgängen immer zu.

Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems nimmt in spontanen Vorgängen immer ab.

Answer

Die Temperatur eines abgeschlossenen Systems nimmt in spontanen Vorgängen immer zu.

Answer

Die Enthalpie eines abgeschlossenen Systems nimmt in spontanen Vorgängen immer zu.

Question 11

Wie unterscheiden sich die thermodynamischen Eigenschaften realer Gase von denen idealer Gase?

Accepted Answer

Reale Gase weichen bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen vom idealen Gasgesetz ab.

Answer

Reale Gase haben eine höhere spezifische Wärmekapazität als ideale Gase.

Answer

Reale Gase besitzen bei gleicher Temperatur und gleichem Volumen eine geringere innere Energie als ideale Gase.

Answer

Reale Gase gehorchen unter allen Bedingungen dem idealen Gasgesetz.

Question 12

Erläutere das Prinzip der Entropieproduktion und seine Bedeutung für die Richtung spontaner Vorgänge.

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt nach dem Prinzip der Entropieproduktion immer zu und bestimmt so die Richtung spontaner Vorgänge.

Answer

Das Prinzip der Entropieproduktion besagt, dass die Entropie eines isolierten Systems immer abnimmt.

Answer

Das Prinzip der Entropieproduktion gilt nur für offene Systeme, in denen die Entropie immer zunimmt.

Answer

Die Entropieproduktion ist für die Richtung spontaner Vorgänge unerheblich.

Question 13

Welche drei Faktoren beeinflussen die Wärmeleitung in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen?

Accepted Answer

Materialstruktur, Temperaturunterschied, Querschnittsfläche

Answer

Druck, Dichte, spezifische Wärmekapazität

Answer

Volumen, Masse, Wärmeleitfähigkeit

Answer

Farbe, Form, Leitfähigkeit

Question 14

Wie beeinflusst die Entropie die Spontaneität chemischer Reaktionen? Nenne ein konkretes Beispiel.

Accepted Answer

Die Entropie misst die Unordnung und steigt bei spontanen Reaktionen.

Answer

Die Entropie ist die Wärmemenge, die ein System austauschen kann.

Answer

Die Entropie hat keinen Einfluss auf die Spontaneität.

Answer

Die Entropie sinkt bei exothermen Reaktionen.

Question 15

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass ...

Accepted Answer

die Energie eines abgeschlossenen Systems konstant bleibt.

Answer

die Entropie eines abgeschlossenen Systems immer zunimmt.

Answer

Wärme immer von wärmeren zu kälteren Körpern fließt.

Answer

die Temperatur eines Systems proportional zu seiner inneren Energie ist.

Question 16

Der Carnot-Wirkungsgrad ist ...

Accepted Answer

unabhängig vom Arbeitsmedium.

Answer

immer größer als 50%.

Answer

gleich der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Reservoirs.

Answer

abhängig von der Temperatur der Umgebung.

Question 17

Unter thermodynamischer Entropie versteht man ...

Accepted Answer

ein Maß für die Unordnung eines Systems

Answer

die Energie, die ein System pro Kelvin abgeben kann

Answer

die Temperaturdifferenz zwischen zwei Körpern

Answer

die Wärmekapazität eines Stoffes

Question 18

Ein adiabatischer Prozess ist ein Prozess, bei dem ...

Accepted Answer

keine Wärme ausgetauscht wird.

Answer

der Druck konstant bleibt.

Answer

das Volumen konstant bleibt.

Answer

die Temperatur konstant bleibt.

Question 19

Die SI-Einheit für die Wärmekapazität ist ...

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Watt pro Kelvin

Answer

Joule pro Grad Celsius

Answer

Kalorie pro Gramm

Question 20

Das thermodynamische Potenzial, das die Fähigkeit eines Systems beschreibt, Arbeit zu verrichten, ist die ...

Accepted Answer

freie Energie

Answer

innere Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Question 21

Wie beeinflussen Druck und Temperatur Phasenübergänge? Zeichne das entsprechende Phasendiagramm.

Accepted Answer

Das Phasendiagramm zeigt, wie sich die Aggregatzustände einer Substanz je nach Druck und Temperatur ändern.

Answer

Die Temperatur hat keinen Einfluss auf Phasenübergänge.

Answer

Das Phasendiagramm gilt für alle Substanzen.

Question 22

Was gibt den Grad der Unordnung in einem System an?

Accepted Answer

Den Grad der Unordnung im System

Answer

Die geordnete Anordnung der Teilchen im System

Answer

Die Fähigkeit des Systems, Wärme aufzunehmen

Question 23

Wie wandeln Solarzellen Lichtenergie in elektrische Energie um? Erläutere die zugrunde liegenden thermodynamischen Prinzipien.

Accepted Answer

Durch den photoelektrischen Effekt

Answer

Durch elektromagnetische Induktion

Answer

Durch chemische Reaktionen

Answer

Durch Wärmeübertragung

Question 24

Welche Einheit misst die spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

J/(kg·K)

Answer

J/(K·mol)

Answer

J·s/(kg·K)

Answer

K/(J·kg)

Question 25

Was zeichnet den Carnot-Kreisprozess aus?

Accepted Answer

Er stellt einen idealen thermodynamischen Kreislauf mit maximaler Effizienz dar.

Answer

Er verläuft in einem offenen System ab.

Answer

Er ist irreversibel.

Answer

Er verletzt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.

Question 26

Welche Einheit wird im Internationalen Einheitensystem (SI) für die thermische Leistung verwendet?

Accepted Answer

Watt

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Celsius

Question 27

Was ist das zentrale Anliegen der Thermodynamik?

Accepted Answer

Das Verhalten von Wärme und Energie in verschiedenen Systemen zu untersuchen

Answer

Neue Energiequellen zu erschließen

Answer

Effizientere Maschinen zu entwickeln

Answer

Umweltverschmutzung zu reduzieren

Question 28

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe, die sich nicht mit der Stoffmenge ändert?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Answer

Masse

Answer

Energie

Question 29

Welche Einheit wird zur Angabe der Wärmekapazität verwendet?

Accepted Answer

J/gK

Answer

J/g

Answer

K/J

Answer

W/K

Question 30

Welcher der folgenden Vorgänge ist exotherm, das heißt, er gibt Wärme an die Umgebung ab?

Accepted Answer

Verbrennen

Answer

Verdampfen

Answer

Gefrieren

Answer

Kondensieren

Question 31

Welcher der folgenden Sätze beschreibt korrekt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Die Energie des Universums ist konstant.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt immer zu.

Answer

Die Temperatur eines Systems ist proportional zu seiner Energie.

Question 32

Welcher Faktor hat einen Einfluss auf die Siedetemperatur einer Flüssigkeit?

Accepted Answer

Druck

Answer

Volumen

Answer

Masse

Answer

Temperatur

Question 33

Was versteht man unter Entropie?

Accepted Answer

Die Unordnung eines Systems

Answer

Die Energie eines Systems

Answer

Die Temperatur eines Systems

Answer

Der Druck eines Systems

Question 34

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

Accepted Answer

Eine Tasse Tee mit offenem Deckel

Answer

Ein geschlossener Behälter mit Gas

Answer

Eine isolierte Thermosflasche

Answer

Ein Kühlschrank

Question 35

Was beschreibt der Wirkungsgrad einer Wärmemaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Arbeit zur zugeführten Wärme

Answer

Das Verhältnis der zugeführten Wärme zur abgegebenen Arbeit

Answer

Die Differenz zwischen der zugeführten und der abgegebenen Wärme

Answer

Die Summe der zugeführten und der abgegebenen Wärme

Question 36

Welcher der folgenden Sätze beschreibt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt immer zu.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt nie ab.

Answer

Die Entropie des Universums bleibt konstant.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt ab, wenn Wärme von einem kalten zu einem warmen Körper fließt.

Question 37

Welche Energiemenge wird zwischen einem System und seiner Umgebung ausgetauscht?

Accepted Answer

Wärme

Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Answer

Innere Energie

Question 38

Wie verändert sich die Entropie eines geschlossenen Systems bei einem irreversiblen Prozess?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie nimmt ab

Answer

Sie bleibt konstant

Answer

Sie kann sowohl zu- als auch abnehmen

Question 39

Was kennzeichnet einen adiabatischen Prozess?

Accepted Answer

Kein Wärmeaustausch mit der Umgebung

Answer

Zunahme der inneren Energie des Systems

Answer

Abnahme der Entropie des Systems

Answer

Konstante Temperatur des Systems

Question 40

Für welche Systeme gilt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik uneingeschränkt?

Accepted Answer

Alle Systeme

Answer

Geschlossene Systeme

Answer

Offene Systeme

Answer

Nur reversible Prozesse

Question 41

Welche Aussage zur Enthalpieänderung einer chemischen Reaktion ist korrekt?

Accepted Answer

Sie entspricht der ausgetauschten Wärmemenge unter konstanten Druck- und Temperaturbedingungen

Answer

Sie entspricht der inneren Energieänderung der Reaktion

Answer

Sie ist unabhängig von der Reaktionsart

Answer

Sie kann nur positiv sein

Question 42

In welcher Einheit wird die Entropie im SI-System angegeben?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Kelvin pro Joule

Question 43

Welche thermodynamische Änderung tritt in einem Phasendiagramm einer realen Substanz bei einer Druckabsenkung ein? Und welche Änderung ist mit einer Temperaturerhöhung verbunden?

Accepted Answer

Druckabsenkung: Schmelzen, Temperaturerhöhung: Verdampfen

Answer

Druckabsenkung: Verdampfen, Temperaturerhöhung: Erstarren

Answer

Druckabsenkung: Sublimation, Temperaturerhöhung: Kondensation

Question 44

Wie funktioniert ein Kühlschrank anhand von thermodynamischen Prinzipien?

Accepted Answer

Der Kühlschrank entzieht dem Innenraum Wärme und gibt sie nach außen ab.

Answer

Der Kühlschrank wandelt elektrische Energie direkt in Wärme um.

Answer

Der Kühlschrank nutzt den thermoelektrischen Effekt zur Wärmeerzeugung.

Answer

Der Kühlschrank nutzt den Peltier-Effekt, um Wärme aus der Umgebung aufzunehmen.

Question 45

Welche Anwendung der Thermodynamik wird in der Geophysik zur Erforschung geologischer Prozesse und Phänomene genutzt?

Accepted Answer

Untersuchung des Wärmeflusses im Erdinneren

Answer

Temperaturverteilung in der Erdatmosphäre analysieren

Answer

Energieumwandlungsprozesse in Kraftwerken optimieren

Answer

Kühlsysteme in Fahrzeugen verbessern

Question 46

Welche der folgenden Größen beschreibt die Energie, die ein System aufgrund seiner Temperatur besitzt?

Accepted Answer

Innere Energie

Answer

Wärme

Answer

Arbeit

Answer

Entropie

Question 47

Was geschieht mit der Entropie eines geschlossenen Systems, das sich in einem irreversiblen Prozess befindet?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie bleibt konstant

Answer

Sie nimmt ab

Answer

Sie kann sowohl zu- als auch abnehmen

Question 48

Welche Aussage über exotherme Reaktionen ist richtig?

Accepted Answer

Sie geben Wärme an die Umgebung ab

Answer

Sie nehmen Wärme von der Umgebung auf

Answer

Sie sind immer spontan

Answer

Sie sind immer endotherm

Question 49

Was ist die SI-Einheit für Temperatur?

Accepted Answer

Kelvin

Answer

Grad Celsius

Answer

Grad Fahrenheit

Answer

Joule

Question 50

Welche der folgenden Zustandsänderungen ist eine adiabatische Zustandsänderung?

Accepted Answer

Zustandsänderung bei konstanter Entropie

Answer

Isobare Zustandsänderung

Answer

Isochore Zustandsänderung

Answer

Isotherme Zustandsänderung

Question 51

Welche Aussage beschreibt das Gesetz von Hess?

Accepted Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion ist unabhängig vom Reaktionsweg

Answer

Die Entropieänderung einer Reaktion ist unabhängig von der Temperatur

Answer

Die freie Energieänderung einer Reaktion ist immer negativ

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist proportional zur Konzentration der Reaktanten

Question 52

Was ist der Unterschied zwischen Wärme und Temperatur?

Accepted Answer

Wärme ist eine Form von Energie, Temperatur ist ein Maß für die Wärmeintensität

Answer

Wärme ist ein Maß für die Wärmeintensität, Temperatur ist eine Form von Energie

Answer

Wärme und Temperatur sind dasselbe

Answer

Wärme und Temperatur sind nicht miteinander verbunden

Question 53

Wie bestimmt man experimentell die spezifische Wärmekapazität eines Materials?

Accepted Answer

Erwärme eine bekannte Masse des Materials um eine bekannte Temperaturdifferenz und miss die aufgenommene Wärmemenge.

Answer

Lege eine bekannte elektrische Spannung an das Material an und miss die erzeugte Temperaturänderung.

Answer

Verbrenne eine bekannte Masse des Materials und miss die freigesetzte Wärmemenge.

Answer

Messe die Temperatur des Materials bei zwei verschiedenen Wärmemengen und berechne die spezifische Wärmekapazität.

Question 54

Welche der folgenden Aussagen beschreibt Wärme am besten?

Accepted Answer

Energie, die aufgrund eines Temperaturunterschieds von einem wärmeren zu einem kälteren Körper fließt

Answer

Eine Form der Materie

Answer

Eine Maßeinheit für Temperatur

Question 55

Welcher der folgenden Prozesse ist isochor?

Accepted Answer

Kühlen eines Gases bei konstantem Volumen

Answer

Erhitzen eines Gases in einem geschlossenen Behälter

Answer

Adiabatische Expansion eines Gases

Question 56

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

ΔU = Q - W

Answer

dS = dQ / T

Answer

F = ma

Answer

PV = nRT

Question 57

Welche der folgenden Aussagen über den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt zu oder bleibt konstant

Answer

Die Entropie eines Systems kann niemals abnehmen

Answer

Die Entropie eines Systems ist immer konstant

Question 58

Welche der folgenden Maschinen ist ein Wärmekraftwerk?

Accepted Answer

Dampfturbine

Answer

Transformator

Answer

Elektromotor

Answer

Generator

Question 59

Welcher der folgenden Stoffe besitzt die größte spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Aluminium

Answer

Eisen

Answer

Kupfer

Question 60

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, sondern nur umgewandelt

Answer

Wärme fließt immer vom wärmeren zum kälteren Körper

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu

Question 61

In welcher Einheit wird die Temperatur gemessen?

Accepted Answer

Kelvin

Answer

Joule

Answer

Newton

Answer

Watt

Question 62

Welche Aussage über Entropie ist zutreffend?

Accepted Answer

Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems

Answer

Entropie kann erzeugt, aber nicht zerstört werden

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer ab

Question 63

Welcher Prozess ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Kondensation von Dampf

Answer

Schmelzen von Eis

Answer

Sublimation von Trockeneis

Question 64

Was ist der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Nutzarbeit zur zugeführten Wärme

Answer

Das Verhältnis der zugeführten Wärme zur abgegebenen Nutzarbeit

Answer

Die Differenz zwischen zugeführter und abgegebener Wärme