Statistische Physik: Online-Quizzes für Architekturstudenten

Question 1

Die thermodynamische Wahrscheinlichkeit eines Systems mit N Teilchen in S Mikrozuständen wird definiert als:

Accepted Answer

W = N * S

Answer

W = N/S

Answer

W = S - N

Answer

W = S/N

Question 2

Die Entropie eines Systems ist ein Maß für die:

Accepted Answer

Unordnung des Systems

Answer

Energie des Systems

Answer

Temperatur des Systems

Answer

Größe des Systems

Question 3

Welche Aussage über die Beziehung zwischen Entropie und Wahrscheinlichkeit ist korrekt:

Accepted Answer

Die Entropie ist proportional zur Wahrscheinlichkeit.

Answer

Die Entropie ist umgekehrt proportional zur Wahrscheinlichkeit.

Answer

Die Entropie ist unabhängig von der Wahrscheinlichkeit.

Answer

Die Entropie ist eine Funktion der Wahrscheinlichkeit.

Question 4

Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Answer

Druck

Answer

Energie

Question 5

Die Entropie eines Systems kann durch folgende Maßnahmen erhöht werden:

Accepted Answer

Alle Aussagen zutreffen

Answer

Erhöhung der Temperatur

Answer

Erhöhung des Volumens

Answer

Hinzufügen von Teilchen

Question 6

Welche der folgenden Aussagen trifft auf die thermodynamische Wahrscheinlichkeit zu? Sie ist:

Accepted Answer

Maßzahl für die Anzahl möglicher Anordnungen eines Systems.

Answer

unabhängig von der Temperatur des Systems.

Answer

proportional zur Energie des Systems.

Answer

Maß für die Ordnung eines Systems.

Question 7

Was beschreibt die Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Anzahl der möglichen Mikrozustände des Systems.

Answer

Wahrscheinlichkeit für einen bestimmten Makrozustand des Systems.

Answer

austauschbare Wärmemenge des Systems.

Answer

Temperatur des Systems.

Question 8

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

Accepted Answer

Entropie eines Systems kann bei Energiezufuhr abnehmen.

Answer

Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Entropie des Universums ist konstant.

Answer

Alle irreversiblen Prozesse führen zu Entropiezunahme.

Question 9

Welcher der folgenden Prozesse ist irreversibel?

Accepted Answer

Kompression eines Gases.

Answer

Ausdehnung eines Gases.

Answer

Erwärmung eines Systems.

Answer

Abkühlung eines Systems.

Question 10

Was ist das Gibbs-Paradoxon?

Accepted Answer

Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu, auch ohne irreversible Prozesse.

Answer

Entropie eines Systems kann abnehmen, wenn es mit seiner Umgebung interagiert.

Answer

Entropie eines Systems ist immer positiv.

Answer

Entropie eines Systems kann nie größer sein als die Entropie seiner Umgebung.

Question 11

Was beschreibt die Entropie eines abgeschlossenen Systems am besten?

Accepted Answer

Sie misst die Unordnung im System.

Answer

Sie steigt im Laufe der Zeit an.

Answer

Sie kann negative Werte haben.

Question 12

Welche der folgenden Größen charakterisiert den Grad der Unordnung in einem System?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Temperatur

Answer

Energie

Answer

Volumen

Question 13

Welche Formel beschreibt die Wahrscheinlichkeitsverteilung von Energiezuständen in einem System gemäß der Boltzmann-Verteilung?

Accepted Answer

P(i) = e^(-Ei/kT)

Answer

P(i) = 1/N

Answer

P(i) = Ei/Eges

Answer

P(i) = kT/Ei

Question 14

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die thermodynamische Wahrscheinlichkeit eines Systems nicht?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Anzahl der möglichen Mikrozustände

Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Question 15

Welche Aussage beschreibt korrekt die Beziehung zwischen Entropie und Unordnung?

Accepted Answer

Je höher die Entropie, desto höher die Unordnung.

Answer

Je höher die Entropie, desto geringer die Unordnung.

Answer

Die Entropie ist unabhängig von der Unordnung.

Answer

Die Unordnung ist unabhängig von der Entropie.

Question 16

Was beschreibt die Entropie?

Accepted Answer

Ein Maß für den Zufälligkeitsgrad eines Systems

Answer

Die Energiemenge pro Masseneinheit

Answer

Die Temperatureinheit in der Thermodynamik

Question 17

Welche Größe ist proportional zur Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Anzahl der möglichen Mikrostaaten

Answer

Temperatur des Systems

Answer

Volumen des Systems

Answer

Druck des Systems

Question 18

Welcher thermodynamische Hauptsatz besagt, dass die Entropie eines abgeschlossenen Systems mit der Zeit zunimmt oder gleich bleibt?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Nullter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Question 19

Was beschreibt den Boltzmann-Faktor?

Accepted Answer

Die relative Wahrscheinlichkeit, dass ein System einen bestimmten Zustand einnimmt

Answer

Den Druck eines idealen Gases

Answer

Die Entropieänderung eines Systems

Answer

Die durchschnittliche Energie eines Teilchens

Question 20

Welches System weist typischerweise die höchste Entropie auf?

Accepted Answer

Ein Gas bei einer hohen Temperatur und einem niedrigen Druck

Answer

Ein Feststoff bei einer niedrigen Temperatur und einem hohen Druck

Answer

Eine Flüssigkeit bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck

Answer

Ein System im thermodynamischen Gleichgewicht

Question 21

Welcher Prozess beschreibt die spontane Umwandlung eines geordneten Systems in ein ungeordnetes System?

Accepted Answer

Entmischung

Answer

Kristallisation

Answer

Sublimation

Answer

Aggregation

Question 22

Welches Modell beschreibt das Verhalten eines idealen Gases?

Accepted Answer

Ideale Gasgleichung

Answer

Fermi-Dirac-Statistik

Answer

Maxwell-Boltzmann-Verteilung

Answer

Bose-Einstein-Statistik

Question 23

Welcher Parameter bestimmt die Temperatur eines idealen Gases?

Accepted Answer

Durchschnittliche kinetische Energie seiner Teilchen

Answer

Anzahl der Teilchen

Answer

Volumen des Gases

Question 24

Wann gilt ein System als makroskopisch?

Accepted Answer

Wenn es eine große Anzahl von Teilchen enthält

Answer

Wenn es sich in thermischem Gleichgewicht befindet

Answer

Wenn es eine geringe Temperatur aufweist

Question 25

Was beschreibt die Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Den Grad seiner Unordnung

Answer

Seine Temperatur

Answer

Seine innere Energie

Question 26

Welche der folgenden Verteilungsfunktionen gibt die Wahrscheinlichkeit an, ein Teilchen mit einer bestimmten Energie vorzufinden?

Accepted Answer

Boltzmann-Verteilung

Answer

Bose-Einstein-Verteilung

Answer

Fermi-Dirac-Verteilung

Question 27

Wie lautet der Zusammenhang zwischen Temperatur und mittlerer kinetischer Energie der Teilchen eines Systems?

Accepted Answer

Sie sind direkt proportional zueinander

Answer

Sie sind unabhängig voneinander

Answer

Sie sind umgekehrt proportional zueinander

Question 28

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die innere Energie eines Systems?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Chemische Zusammensetzung

Answer

Anzahl der Teilchen

Answer

Temperatur

Question 29

Was ist ein adiabatischer Prozess?

Accepted Answer

Ein Prozess, bei dem kein Wärmeaustausch stattfindet

Answer

Ein Prozess mit konstanter Temperatur

Answer

Ein Prozess mit konstantem Druck

Question 30

Welche Aussage über den dritten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines perfekten Kristalls bei absolutem Nullpunkt ist Null

Answer

Die innere Energie eines Systems ist bei absolutem Nullpunkt Null

Answer

Die Entropie eines Systems kann niemals abnehmen

Question 31

Was ist die Funktion der Boltzmann-Konstante?

Accepted Answer

Sie bildet eine Brücke zwischen der mikroskopischen und der makroskopischen Welt

Answer

Sie hängt von der Temperatur ab

Question 32

Welche ist die Boltzmann-Konstante?

Accepted Answer

1,380649·10^-23 J/K

Answer

6,626070·10^-34 J/K

Answer

8,314472 J/K

Answer

1,602177·10^-19 J/K

Question 33

Welche Aussage über die Entropie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie ist ein Maß für die Anzahl der möglichen Zustände eines Systems.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann abnehmen.

Answer

Die Entropie ist immer negativ.

Question 34

Welche Formel beschreibt die Gibbs-Energie?

Accepted Answer

G = H - TS

Answer

G = U - TS

Answer

G = H + TS

Answer

G = U + TS

Question 35

Was beschreibt die Maxwell-Boltzmann-Verteilung?

Accepted Answer

Geschwindigkeitsverteilung von Teilchen in einem Gas

Answer

Energieverteilung von Teilchen in einem Festkörper

Answer

Ortsverteilung von Teilchen in einer Flüssigkeit

Question 36

Welcher der folgenden Prozesse ist reversibel?

Accepted Answer

Isotherme Expansion eines idealen Gases

Answer

Adiabatische Kompression eines idealen Gases

Answer

Phasenübergang von Eis zu Wasser

Answer

Verbrennung von Benzin

Question 37

Was ist die Bedingung für das thermodynamische Gleichgewicht?

Accepted Answer

Gleichheit von Temperatur, Druck und chemischem Potenzial

Answer

Minimierung der Entropie

Answer

Gleichheit von Entropie und Energie

Question 38

Welches der folgenden Systeme hat die höchste Entropie?

Accepted Answer

Ein Gas

Answer

Eine Flüssigkeit

Answer

Ein Festkörper

Question 39

Welche praktische Anwendung hat die Statistische Physik in der Architektur?

Accepted Answer

Optimierung der thermischen Dämmung von Gebäuden

Answer

Analyse von städtischen Verkehrsströmen

Answer

Berechnung der Tragfähigkeit von Brücken

Answer

Entwurf von Beleuchtungssystemen

Question 40

Welche physikalische Größe beschreibt die Boltzmann-Konstante?

Accepted Answer

Die Beziehung zwischen Temperatur und Entropie

Answer

Die Beziehung zwischen Temperatur und Energie

Answer

Die Beziehung zwischen Energie und Entropie

Question 41

Welche Formel gibt die Beziehung zwischen Entropie, Boltzmann-Konstante und der Anzahl der Mikrozustände eines Systems an?

Accepted Answer

S = k * ln(W)

Answer

S = W * k

Answer

S = k / W

Question 42

Was ist die Aussage des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann niemals abnehmen.

Answer

Die Gesamtenergie eines Systems bleibt immer konstant.

Answer

Die Wärme kann niemals von einem kälteren zu einem wärmeren Körper übertragen werden.

Question 43

Welche thermodynamische Größe beschreibt das maximale nutzbare Arbeitspotenzial eines Systems?

Accepted Answer

Gibbs-freie Energie

Answer

Innere Energie

Question 44

Welche physikalische Größe gibt den Beitrag eines Teilchens zur Gibbs-freien Energie an?

Accepted Answer

Chemisches Potenzial

Answer

Entropie pro Teilchen

Answer

Innere Energie pro Teilchen

Question 45

Welche Zustandsgleichung berücksichtigt sowohl zwischenmolekulare Kräfte als auch das Eigenvolumen von Teilchen?

Accepted Answer

Van-der-Waals-Gleichung

Answer

Ideale Gasgleichung

Answer

Zustandsgleichung von Berthelot

Question 46

Welche Größe beschreibt die Widerstandsfähigkeit eines Systems gegenüber Volumenänderungen?

Accepted Answer

Kompressibilität

Answer

Wärmekapazität

Answer

Ausdehnungskoeffizient

Question 47

Welche physikalische Größe beschreibt die ungeordnete Bewegung von Teilchen?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Volumen

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Question 48

Welche Aussage über die Boltzmann-Konstante ist korrekt?

Accepted Answer

Sie stellt eine universelle Verbindung zwischen Temperatur und Entropie her.

Answer

Sie ist temperaturabhängig.

Answer

Sie gilt nur für ideale Gase.

Question 49

Welche Formel beschreibt die Boltzmann-Verteilung?

Accepted Answer

f(E) = A * e^(-E/kT)

Answer

f(E) = A * E^(-kT)

Answer

f(E) = A * kT/E

Answer

f(E) = A * e^(E/kT)

Question 50

Welche Aussage fasst den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt zusammen?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt zu oder bleibt konstant.

Answer

Die Entropie eines Systems kann verringert werden, wenn Arbeit geleistet wird.

Answer

Die Entropie des Universums ist eine unveränderliche Größe.

Question 51

Welche Faktoren beeinflussen die Wärmekapazität eines Systems?

Accepted Answer

Art des Systems, Temperatur, Volumen

Answer

Nur die Art des Systems

Answer

Nur die Temperatur

Answer

Nur das Volumen

Question 52

Welche Größe gibt die Wahrscheinlichkeit an, dass ein Teilchen einen bestimmten Energiezustand einnimmt?

Accepted Answer

Boltzmann-Faktor

Answer

Temperatur

Answer

Freie Energie

Answer

Entropie

Question 53

Welche Aussage über die Maxwell-Boltzmann-Verteilung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie beschreibt die Geschwindigkeitsverteilung von Teilchen eines Gases im thermodynamischen Gleichgewicht.

Answer

Sie gilt nur für hohe Temperaturen.

Question 54

Worin unterscheiden sich Mikrokanonische, Kanonische und Großkanonische Gesamtheiten?

Accepted Answer

In den Annahmen über Energie, Temperatur und Teilchenzahl des Systems.

Answer

In der Art des Systems.

Answer

In der Anzahl der Teilchen im System.

Question 55

Nenne eine relevante Anwendung der statistischen Physik in der Architektur.

Accepted Answer

Berechnung des Wärmeflusses durch Gebäudehüllen

Answer

Untersuchung der galaktischen Struktur

Answer

Entwicklung neuer Materialien

Answer

Vorhersage von Erdbeben

Question 56

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Boltzmann-Verteilung korrekt?

Accepted Answer

Die relative Anzahl der Teilchen in einem Energiezustand ist proportional zu e^-E/kBT

Answer

Die Teilchen sind gleichmäßig auf alle Energiezustände verteilt

Answer

Die Teilchen mit der höchsten Energie haben die größte Wahrscheinlichkeit

Question 57

Was besagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu oder bleibt konstant, aber nie ab

Answer

Die innere Energie eines Systems nimmt mit der Zeit ab

Answer

Die Temperatur eines Systems nimmt mit der Zeit zu

Question 58

Welche der folgenden Größen beschreibt die spezifische Wärmekapazität?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die einer Substanz zugeführt werden muss, um ihre Temperatur um eine Einheit zu erhöhen

Answer

Die Temperatur, die eine Substanz erreicht, wenn sie eine bestimmte Wärmemenge absorbiert

Question 59

Was ist das thermodynamische Potenzial?

Accepted Answer

Eine Zustandsfunktion, die die maximale Arbeit beschreibt, die ein System unter bestimmten Bedingungen verrichten kann

Answer

Eine Zustandsfunktion, die die innere Energie eines Systems beschreibt

Question 60

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die mikrokanonische Gesamtheit?

Accepted Answer

Eine Gesamtheit von Systemen mit der gleichen Energie

Answer

Eine Gesamtheit von Systemen im Grundzustand

Answer

Eine Gesamtheit von Systemen mit beliebigen Energien

Question 61

Was beschreibt die Fermi-Dirac-Verteilung?

Accepted Answer

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fermion einen bestimmten Energiezustand besetzt

Answer

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Boson einen bestimmten Energiezustand besetzt

Question 62

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die kanonische Gesamtheit?

Accepted Answer

Eine Gesamtheit von Systemen im thermischen Gleichgewicht mit einem Wärmebad

Answer

Eine Gesamtheit von Systemen mit gleicher Energie

Answer

Eine Gesamtheit von Systemen mit beliebigen Energien

Question 63

Was ist die freie Energie?

Accepted Answer

Eine Zustandsfunktion, die die maximale nicht-expansive Arbeit beschreibt, die ein System unter bestimmten Bedingungen verrichten kann

Answer

Eine Zustandsfunktion, die die innere Energie eines Systems beschreibt

Question 64

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Bose-Einstein-Verteilung?

Accepted Answer

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Boson einen bestimmten Energiezustand besetzt

Answer

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fermion einen bestimmten Energiezustand besetzt