Umkehrbare und irreversible Prozesse in der Thermodynamik: Quizfragen und Antworten

Question 1

Welche der folgenden Aussagen beschreibt einen reversiblen Prozess?

Accepted Answer

Die Zustandsänderungen können in umgekehrter Richtung ohne Nettoentropieerzeugung ablaufen.

Answer

Die Entropieerzeugung ist immer gleich Null.

Answer

Sie sind in allen thermodynamischen Systemen möglich.

Answer

Die Wärmeübertragung erfolgt ausschließlich von wärmeren zu kälteren Körpern.

Question 2

Welches Merkmal ist typisch für irreversible Prozesse?

Accepted Answer

Die Entropieerzeugung ist immer größer als Null.

Answer

Die Zustandsänderungen können in umgekehrter Richtung ohne zusätzliche Arbeit ablaufen.

Answer

Sie haben keine Vorzeichen.

Answer

Sie treten nur in idealisierten Systemen auf.

Question 3

Wie verändert sich die Entropie eines geschlossenen Systems durch einen irreversiblen Prozess?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie kann je nach Prozess variieren.

Question 4

Was besagt die Clausius-Ungleichung?

Accepted Answer

Alle oben genannten Aussagen.

Answer

Sie beschreibt die Richtung der Wärmeübertragung.

Answer

Sie beschreibt die Entropieerzeugung irreversibler Prozesse.

Answer

Sie postuliert die Unmöglichkeit eines Perpetuum Mobiles zweiter Art.

Question 5

Welche Aussage über die Entropieänderung des Universums ist korrekt?

Accepted Answer

Sie kann positiv, negativ oder Null sein, abhängig vom betrachteten Prozess.

Answer

Sie ist immer positiv.

Answer

Sie ist immer negativ.

Answer

Sie ist immer Null.

Question 6

Welche Gleichung beschreibt die Entropieänderung für einen irreversiblen Prozess?

Accepted Answer

dS > 0

Answer

dS = 0

Answer

dS < 0

Answer

dS = dQ/T

Question 7

Wie wirkt sich ein reversibler Prozess auf die Entropie des Universums aus?

Accepted Answer

Die Entropie bleibt gleich.

Answer

Die Entropie nimmt zu.

Answer

Die Entropie nimmt ab.

Question 8

Welche Aussage beschreibt nach Clausius irreversible Prozesse?

Accepted Answer

Sie führen zu einer Zunahme der Entropie.

Answer

Sie sind umkehrbar und können in den Ausgangszustand zurückgeführt werden.

Answer

Sie verlaufen ohne Energieverlust durch Reibung.

Question 9

Welche Aussage zur Bedeutung der Entropieerzeugung für die Bewertung von Prozessen ist korrekt?

Accepted Answer

Eine hohe Entropieerzeugung deutet auf einen ineffizienten Prozess hin.

Answer

Eine niedrige Entropieerzeugung ist immer wünschenswert.

Answer

Die Entropieerzeugung hat keinen Einfluss auf die Prozessbewertung.

Answer

Eine hohe Entropieerzeugung kann nur in irreversiblen Prozessen auftreten.

Question 10

Welche Aussage zur Entropieerzeugung in irreversiblen Prozessen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropieerzeugung ist immer positiv.

Answer

Die Entropieerzeugung ist immer gleich null.

Answer

Die Entropieerzeugung kann negativ sein.

Answer

Die Entropieerzeugung ist unabhängig von der Art des irreversiblen Prozesses.

Question 11

Welcher Begriff beschreibt die Eigenschaft eines Prozesses, bei dem das System nach Abschluss des Prozesses in seinen Ausgangszustand zurückkehren kann?

Accepted Answer

Reversibel

Answer

Irreversibel

Answer

Adiabatisch

Answer

Isotherm

Question 12

Welche Aussage zur Entropieproduktion in reversiblen Prozessen ist korrekt?

Accepted Answer

In reversiblen Prozessen wird keine Entropie produziert.

Answer

In reversiblen Prozessen kann die Entropieproduktion positiv oder negativ sein.

Answer

In reversiblen Prozessen wird immer Entropie produziert.

Answer

In reversiblen Prozessen ist die Entropieproduktion proportional zur geleisteten Arbeit.

Question 13

Was ist die Entropieänderung eines Systems, das eine reversible Zustandsänderung erfährt?

Accepted Answer

Null

Answer

Positiv

Answer

Negativ

Answer

Unbestimmt

Question 14

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Adiabatische Kompression

Answer

Expansion eines idealen Gases

Answer

Kompression eines idealen Gases

Answer

Isobare Expansion

Question 15

Was ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann nie abnehmen.

Answer

Die Entropie eines Systems kann nie zunehmen.

Answer

Die Entropie eines Systems kann entweder zunehmen oder abnehmen.

Answer

Die Entropie eines Systems bleibt immer konstant.

Question 16

Was ist die Clausius-Aussage?

Accepted Answer

Wärme kann nicht spontan von einem kälteren zu einem wärmeren Körper fließen.

Answer

Arbeit kann nicht spontan von einem kälteren zu einem wärmeren Körper fließen.

Answer

Entropie kann nicht spontan von einem wärmeren zu einem kälteren Körper fließen.

Answer

Keine der oben genannten Aussagen

Question 17

Was ist der Unterschied zwischen einem geschlossenen und einem offenen System?

Accepted Answer

Ein offenes System kann Masse austauschen, ein geschlossenes System nicht.

Answer

Ein geschlossenes System kann Masse austauschen, ein offenes System nicht.

Answer

Ein geschlossenes System kann Wärme austauschen, ein offenes System nicht.

Answer

Ein offenes System kann Wärme austauschen, ein geschlossenes System nicht.

Question 18

Welches Merkmal unterscheidet reversible von irreversiblen Prozessen?

Accepted Answer

Umkehrbarkeit

Answer

Energieverlust

Answer

Zustandsänderung

Question 19

Wie definiert Clausius irreversible Prozesse?

Accepted Answer

Prozesse, die eine Netto-Entropieerzeugung verursachen

Answer

Prozesse, die sich in umgekehrter Richtung ohne Energiezufuhr wiederholen lassen

Answer

Prozesse, die ein thermodynamisches Gleichgewicht herstellen

Answer

Prozesse, bei denen die System-Entropie abnimmt

Question 20

Welche Aussage zu irreversiblen Prozessen trifft zu?

Accepted Answer

Die Entropie nimmt immer zu.

Answer

Die Entropie bleibt konstant.

Answer

Die Entropie kann sowohl zu- als auch abnehmen.

Answer

Die Entropie nimmt immer ab.

Question 21

Welches Kriterium muss erfüllt sein, damit ein Prozess in einem geschlossenen System reversibel ist?

Accepted Answer

Der Prozess ist isentrop

Answer

Der Prozess ist isotherm

Answer

Der Prozess ist isobar

Answer

Der Prozess ist adiabatisch

Question 22

Welche Bedingung führt zu einem irreversiblen Prozess?

Accepted Answer

Reibung

Answer

Isotherme Bedingungen

Answer

Konstante Temperatur

Answer

Adiabatische Bedingungen

Question 23

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel und führt zu einem Entropieanstieg?

Accepted Answer

Wärmeübertragung durch einen nicht idealen Leiter

Answer

Isotherme Expansion eines idealen Gases

Answer

Adiabatische Kompression eines idealen Gases

Answer

Isobare Kompression eines idealen Gases

Question 24

Welcher der folgenden Prozesse ist ein Beispiel für einen irreversiblen isothermen Prozess?

Accepted Answer

Reibungsarbeit

Answer

Adiabatische Expansion

Answer

Isobare Kompression

Answer

Isentrope Kompression

Question 25

Welche Bedingung muss für einen quasi-statischen Prozess erfüllt sein?

Accepted Answer

Unendlich kleine Änderungen von Druck und Temperatur

Answer

Sehr schnelle Änderungen von Druck und Temperatur

Answer

Thermisches Gleichgewicht zwischen System und Umgebung

Answer

Reibungslose Bewegung des Systems

Question 26

Was zeichnet einen reversiblen Prozess aus?

Accepted Answer

Er kann in beide Richtungen ohne Entropieänderung ablaufen.

Answer

Er läuft sehr langsam ab.

Answer

Er findet ohne Reibung oder Wärmeübertragung statt.

Answer

Er existiert nicht in der Natur.

Question 27

Welche Aussage charakterisiert irreversible Prozesse zutreffend?

Accepted Answer

Prozesse mit Entropieerhöhung, die nicht umkehrbar sind

Answer

Abläufe ohne Energieverlust

Answer

Umkehrbare Prozesse ohne Entropieänderung

Answer

Prozesse mit Reibung oder Wärmeübertragung

Question 28

Welcher der folgenden Prozesse ist **reversibel**?

Accepted Answer

Eine isotherme Expansion eines idealen Gases

Answer

Die Diffusion von Gasen

Answer

Die Reibung zwischen zwei Oberflächen

Answer

Die Verbrennung von Kraftstoff in einem Motor

Question 29

Welches der folgenden Kriterien ist **für einen reversiblen Prozess erforderlich**?

Accepted Answer

Der Prozess kann in beide Richtungen ohne Nettoentropieerzeugung ablaufen

Answer

Der Prozess ist isentrop

Answer

Der Prozess verläuft in einer Kreisbahn

Question 30

Welcher der folgenden Prozesse ist **irreversibel**?

Accepted Answer

Die Wärmeübertragung von einem heißen auf einen kalten Körper

Answer

Die isotherme Kompression eines Gases

Answer

Die Expansion eines idealen Gases in ein Vakuum

Question 31

Wie wirkt sich ein **irreversibler Prozess auf die Entropie eines Systems** aus?

Accepted Answer

Erhöht die Entropie des Systems

Answer

Bleibt die Entropie des Systems unverändert

Answer

Macht die Entropie des Systems unendlich

Answer

Verringert die Entropie des Systems

Question 32

Welcher der folgenden Faktoren trägt **zur Irreversibilität eines Prozesses bei**?

Accepted Answer

Reibung

Answer

Adiabatizität

Answer

Isothermie

Answer

Kreislaufbarkeit

Question 33

Welche Aussage über die **Entropieerzeugung in einem reversiblen Prozess** ist richtig?

Accepted Answer

Die Entropieerzeugung ist Null

Answer

Die Entropieerzeugung ist positiv

Answer

Die Entropieerzeugung ist negativ

Answer

Die Entropieerzeugung ist unendlich

Question 34

Welcher Prozess zwischen den folgenden ist reversibel?

Accepted Answer

Isotherme Kompression eines idealen Gases

Answer

Isentrope Kompression eines Gases mit Reibung

Answer

Adiabatische Expansion eines realen Gases

Answer

Isobare Erwärmung eines Flüssigkeits-Dampf-Gemischs

Question 35

Welches ist ein notwendiges Kriterium für die Reversibilität eines Prozesses?

Accepted Answer

System und Umgebung befinden sich im thermodynamischen Gleichgewicht.

Answer

Der Prozess verläuft spontan.

Answer

Die Temperatur des Systems bleibt konstant.

Question 36

Welcher der folgenden Prozesse ist ein Beispiel für einen irreversiblen Prozess?

Accepted Answer

Reibung zwischen zwei sich bewegenden Oberflächen

Answer

Erwärmung eines Metalls durch einen elektrischen Strom

Answer

Expansion eines idealen Gases in ein Vakuum

Question 37

Welche Gleichung beschreibt die Entropieänderung für einen reversiblen Prozess bei konstanter Temperatur?

Accepted Answer

dS = δQ / T

Answer

dS = -p dV

Answer

dS = mL

Answer

dS = cpdT

Question 38

Welche Zustandsänderung ist isentrop?

Accepted Answer

Adiabatische Kompression eines idealen Gases

Answer

Isobare Erwärmung eines Flüssigkeits-Dampf-Gemischs

Answer

Isotherme Expansion eines realen Gases

Question 39

Welche Aussage über irreversible Prozesse ist falsch?

Accepted Answer

Sie können spontan in beide Richtungen ablaufen.

Answer

Sie sind häufig mit Reibung verbunden.

Answer

Sie verlaufen in einem endlichen Zeitintervall.

Answer

Sie erzeugen Entropie.

Question 40

Welche Aussage über reversible Prozesse trifft zu?

Accepted Answer

Sie finden bei verschwindend kleinen Abweichungen vom Gleichgewicht statt.

Answer

Sie können nicht in umgekehrter Richtung ablaufen.

Answer

Sie verlaufen stets unendlich langsam.

Question 41

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Reibung

Answer

Adiabatische Kompression ohne Wärmeaustausch

Answer

Isotherme Expansion

Answer

Adiabatische Expansion ohne Volumenänderung

Question 42

Was ist die Entropieänderung eines Systems in einem reversiblen Prozess?

Accepted Answer

Null

Answer

Unbestimmt

Answer

Negativ

Answer

Positiv

Question 43

Wie lautet der zweite Hauptsatz der Thermodynamik in Bezug auf irreversible Prozesse?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt zu oder bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur eines Systems kann nicht sinken.

Answer

Die Energie eines Systems kann nicht zerstört werden.

Question 44

Welche Aussage über die Entropieproduktion in reversiblen Prozessen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist gleich null.

Answer

Sie ist negativ

Answer

Sie ist positiv

Question 45

Was ist der Unterschied zwischen reversiblen und irreversiblen Prozessen bezüglich der Änderung der inneren Energie?

Accepted Answer

Reversible Prozesse führen nicht zu einer Änderung der inneren Energie, während irreversible Prozesse dies tun.

Answer

Irreversible Prozesse führen nicht zu einer Änderung der inneren Energie, während reversible Prozesse dies tun.

Question 46

Welches der folgenden Kriterien muss für einen Prozess erfüllt sein, damit er als reversibel angesehen werden kann?

Accepted Answer

Er kann in beide Richtungen ablaufen und dabei denselben Anfangs- und Endzustand wiederherstellen.

Answer

Er muss adiabatisch sein.

Answer

Er muss isotherm sein.

Question 47

Welches der folgenden Beispiele stellt einen irreversiblen Prozess dar?

Accepted Answer

Die Reibung eines sich bewegenden Körpers.

Answer

Die isotherme Kompression eines idealen Gases.

Answer

Die Expansion eines idealen Gases in einer reversiblen Weise.

Answer

Die adiabatische Expansion eines idealen Gases.

Question 48

Welche Aussage zur Entropieänderung in einem irreversiblen Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt zu.

Answer

Die Entropieänderung des Systems ist gleich der Entropieänderung der Umgebung.

Answer

Die Entropie des Systems bleibt konstant.

Answer

Die Entropie der Umgebung nimmt ab.

Question 49

Ein ideales Gas expandiert adiabatisch und reversibel. Was ist die richtige Aussage?

Accepted Answer

Die Temperatur des Gases sinkt.

Answer

Die Entropie des Gases nimmt zu.

Answer

Die Temperatur des Gases steigt.

Answer

Die Temperatur des Gases bleibt konstant.

Question 50

Ein reales Gas wird in einem geschlossenen Behälter erhitzt. Welche Aussage zur Entropieänderung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Gases nimmt zu.

Answer

Die Entropie des Gases bleibt konstant.

Answer

Die Entropieänderung hängt von der Art des Gases ab.

Answer

Die Entropie des Gases nimmt ab.

Question 51

Welche Aussage zur Entropie eines isolierten Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie kann nur zunehmen oder konstant bleiben.

Answer

Die Entropie kann sowohl zunehmen als auch abnehmen.

Answer

Die Entropie bleibt immer konstant.

Question 52

Welcher der folgenden Prozesse ist mit der höchsten Wahrscheinlichkeit reversibel?

Accepted Answer

Die langsame, isotherme Kompression eines idealen Gases.

Answer

Die schnelle Expansion eines realen Gases in ein Vakuum.

Answer

Die Verbrennung von Kraftstoff in einem Motor.

Question 53

Welcher Aussage nach beschreibt ein reversibler Prozess am besten?

Accepted Answer

Ein Prozess, der ohne Entropieerzeugung in umgekehrter Reihenfolge ablaufen kann.

Answer

Ein Prozess, der nur in einem geschlossenen System stattfinden kann.

Answer

Ein Prozess, der schnell abläuft.

Question 54

Welcher Faktor trägt NICHT zur Irreversibilität eines Prozesses bei?

Accepted Answer

Eine konstante Temperatur im System.

Answer

Reibung.

Answer

Eine plötzliche Volumenänderung.

Answer

Wärmeübertragung über eine endliche Temperaturdifferenz.

Question 55

Ein idealer Carnot-Kreisprozess repräsentiert welchen Prozesstyp?

Accepted Answer

Einen reversiblen Prozess.

Answer

Einen adiabatischen Prozess.

Answer

Einen isobaren Prozess.

Answer

Einen irreversiblen Prozess.

Question 56

Die Entropie eines Systems...

Accepted Answer

Nimmt bei einem irreversiblen Prozess zu.

Answer

Nimmt bei einem reversiblen Prozess ab.

Answer

Bleibt bei einem irreversiblen Prozess konstant.

Question 57

Ein Gas expandiert adiabatisch und irreversibel. Was geschieht mit der Entropie des Gases?

Accepted Answer

Die Entropie des Gases nimmt zu.

Answer

Die Entropie des Gases kann sowohl zunehmen als auch abnehmen.

Answer

Die Entropie des Gases bleibt konstant.

Answer

Die Entropie des Gases nimmt ab.

Question 58

Welche Aussage beschreibt die Kernaussage des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems kann nicht abnehmen.

Answer

Die Energie eines isolierten Systems kann nicht abnehmen.

Answer

Die Temperatur eines Systems kann nicht unter den absoluten Nullpunkt sinken.

Question 59

Ein ideales Gas wird isotherm und reversibel expandiert. Welche Aussage zur Entropieänderung des Gases ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropieänderung ist positiv.

Answer

Die Entropieänderung kann positiv oder negativ sein, abhängig vom Anfangsvolumen.

Answer

Die Entropieänderung ist negativ.

Answer

Die Entropieänderung ist null.

Question 60

Welcher Aussage nach unterscheidet sich ein reversibler Prozess von einem irreversiblen Prozess?

Accepted Answer

Ein reversibler Prozess ist ein idealisierter Prozess ohne Entropieerzeugung, während ein irreversibler Prozess Entropie erzeugt.

Answer

Ein reversibler Prozess ist ein langsamer Prozess, während ein irreversibler Prozess ein schneller Prozess ist.

Question 61

Ein Kolben-Zylinder-System enthält ein ideales Gas, das isobar expandiert. Welche Aussage zur Entropieänderung des Gases ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropieänderung ist positiv.

Answer

Die Entropieänderung ist null.

Answer

Die Entropieänderung ist negativ.

Question 62

Ein Wärmetauscher überträgt Wärme von einem heißen zu einem kalten Reservoir. Welche Aussage zur Entropieänderung des Gesamtsystems ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropieänderung des Gesamtsystems ist positiv.

Answer

Die Entropieänderung des Gesamtsystems ist null.

Answer

Die Entropieänderung des Gesamtsystems ist negativ.