Thermodynamische Kreisprozesse: Interaktive Lernquizze für Physik-Studierende

Question 1

Welche Aussagen zum Carnot-Kreisprozess sind korrekt?

Accepted Answer

Er ist ein reversibler Kreisprozess.

Accepted Answer

Er hat den höchsten Wirkungsgrad aller Wärmekraftmaschinen.

Answer

Er wird in der Praxis häufig eingesetzt.

Question 2

Welche Aussage beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Die vom System abgegebene Wärme entspricht der geleisteten Arbeit plus der Zunahme der inneren Energie.

Answer

Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Die Temperatur eines Systems ist proportional zu seiner inneren Energie.

Question 3

Welches Gerät arbeitet nach dem Diesel-Prozess?

Accepted Answer

Dieselmotor

Answer

Benzinmotor

Answer

Gasturbine

Answer

Dampfturbine

Question 4

Was ist Entropie?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung eines Systems

Answer

Ein Maß für die Energie eines Systems

Answer

Ein Maß für die Temperatur eines Systems

Answer

Ein Maß für das Volumen eines Systems

Question 5

Was ist die Exergie eines Systems?

Accepted Answer

Die maximal mögliche Arbeit, die ein System verrichten kann

Answer

Die minimal erforderliche Arbeit, um ein System zu erzeugen

Answer

Die im System enthaltene Wärmemenge

Answer

Die Entropie des Systems

Question 6

Welcher der folgenden Sätze beschreibt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Er besagt, dass die Entropie eines isolierten Systems niemals abnimmt.

Answer

Er gilt nur für geschlossene Systeme.

Answer

Er gilt nur für reversible Prozesse.

Answer

Er gilt nur für ideale Gase.

Question 7

Wie hängt die Entropieproduktion mit irreversiblen Prozessen zusammen?

Accepted Answer

Irreversible Prozesse erhöhen die Entropie, während reversible Prozesse sie konstant halten.

Answer

Reversible Prozesse verringern die Entropie, während irreversible Prozesse sie erhöhen.

Answer

Sowohl irreversible als auch reversible Prozesse erhöhen die Entropie.

Answer

Sowohl irreversible als auch reversible Prozesse verringern die Entropie.

Question 8

Der Wirkungsgrad eines Wärmepumpsystems ist gegeben durch:

Accepted Answer

Verhältnis von abgegebener Wärme zur aufgenommenen Arbeit

Answer

Verhältnis von aufgenommener Wärme zur abgegebenen Arbeit

Answer

Differenz zwischen abgegebener und aufgenommener Wärme

Answer

Summe der abgegebenen und aufgenommenen Wärme

Question 9

Nach welchem Gesetz erfolgt eine adiabatische Zustandsänderung eines idealen Gases?

Accepted Answer

PV^γ = konstant

Answer

pV = konstant

Answer

TV = konstant

Answer

TV^γ = konstant

Question 10

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems konstant ist

Answer

Die Entropie eines Systems immer zunimmt

Answer

Die Wärmekapazität eines Stoffes konstant ist

Answer

Die Schallgeschwindigkeit konstant ist

Question 11

Welches der folgenden Systeme ist ein offenes System?

Accepted Answer

Ein Kochtopf mit kochendem Wasser

Answer

Ein geschlossener Raum

Answer

Eine Thermoskanne

Answer

Ein Autoreifen

Question 12

Die Entropie ist ein Maß für:

Accepted Answer

Die Unordnung eines Systems

Answer

Die Energie eines Systems

Answer

Die Temperatur eines Systems

Answer

Den Druck eines Systems

Question 13

Welche Aussage über adiabate Prozesse trifft zu?

Accepted Answer

Kein Wärmeaustausch mit der Umgebung

Answer

Immer umkehrbar

Answer

Entropie nimmt immer zu

Answer

Nur in isolierten Systemen

Question 14

Welche der folgenden Größen ist eine Zustandsgröße?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Wärmekapazität

Answer

Arbeit

Answer

Wärmezufuhr

Question 15

Welcher Wirkungsgrad ist der maximal mögliche Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Accepted Answer

Carnot-Wirkungsgrad

Answer

Otto-Wirkungsgrad

Answer

Joule-Wirkungsgrad

Answer

Diesel-Wirkungsgrad

Question 16

Was ist die Enthalpie?

Accepted Answer

Die Summe aus innerer Energie und Volumenarbeit

Answer

Die Differenz aus innerer Energie und Volumenarbeit

Answer

Das Produkt aus innerer Energie und Volumenarbeit

Answer

Der Quotient aus innerer Energie und Volumenarbeit

Question 17

Welche der folgenden Aussagen über den Carnot-Prozess ist richtig?

Accepted Answer

Er besteht aus zwei isothermen und zwei adiabaten Prozessen.

Answer

Er besteht aus zwei isobaren und zwei adiabaten Prozessen.

Answer

Er besteht aus zwei isochoren und zwei isobaren Prozessen.

Answer

Er besteht aus zwei isochoren und zwei isothermen Prozessen.

Question 18

Welcher thermodynamische Kreisprozess beschreibt den Betrieb eines Ottomotors?

Accepted Answer

Otto-Kreisprozess

Answer

Carnot-Kreisprozess

Answer

Diesel-Kreisprozess

Answer

Stirling-Kreisprozess

Question 19

Was ist der Wirkungsgrad eines thermodynamischen Kreisprozesses?

Accepted Answer

Das Verhältnis von verrichteter Arbeit zu zugeführter Wärme

Answer

Das Verhältnis von abgegebener Wärme zu zugeführter Wärme

Answer

Das Verhältnis von zugeführter Arbeit zu abgegebener Wärme

Answer

Das Verhältnis von abgegebener Arbeit zu zugeführter Wärme

Question 20

Welche Aussage trifft auf den Carnot-Kreisprozess zu?

Accepted Answer

Er ist ein reversibler Kreisprozess mit maximal möglichem Wirkungsgrad

Answer

Er ist ein irreversibler Kreisprozess mit minimal möglichem Wirkungsgrad

Answer

Er ist ein irreversibler Kreisprozess mit maximal möglichem Wirkungsgrad

Answer

Er ist ein reversibler Kreisprozess mit minimal möglichem Wirkungsgrad

Question 21

Welche Einheit besitzt die Entropie?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Kelvin pro Joule

Question 22

Welche Aussage trifft auf eine reversible Reaktion zu?

Accepted Answer

Sie kann in beide Richtungen ablaufen

Answer

Sie ist exotherm

Answer

Sie ist endotherm

Answer

Sie verläuft nur in eine Richtung

Question 23

Was ist die Gibbs-Energie?

Accepted Answer

Eine thermodynamische Größe, die die maximal nutzbare Arbeit eines Systems beschreibt

Answer

Eine thermodynamische Größe, die die Enthalpie eines Systems beschreibt

Answer

Eine thermodynamische Größe, die die Entropie eines Systems beschreibt

Answer

Eine thermodynamische Größe, die das Volumen eines Systems beschreibt

Question 24

Berechnen Sie die Formel für den thermischen Wirkungsgrad eines Carnot-Kreisprozesses.

Accepted Answer

η = (T_H - T_K) / T_H

Answer

η = (T_K - T_H) / T_K

Answer

η = (T_H + T_K) / T_H

Answer

η = (T_K + T_H) / T_K

Question 25

Welcher thermodynamische Kreisprozess hat den höchsten Wirkungsgrad?

Accepted Answer

Carnot-Kreisprozess

Answer

Otto-Kreisprozess

Answer

Diesel-Kreisprozess

Question 26

Welcher thermodynamische Kreisprozess beschreibt den Arbeitstakt eines Dieselmotors?

Accepted Answer

Diesel-Kreisprozess

Answer

Carnot-Kreisprozess

Answer

Otto-Kreisprozess

Answer

Rankine-Kreisprozess

Question 27

Was ist die Definition von Exergie?

Accepted Answer

Die maximal mögliche Arbeit, die ein System unter idealen Bedingungen leisten kann.

Answer

Die gesamte Energie, die ein System besitzt.

Answer

Die Summe aus innerer Energie und Druckvolumenarbeit.

Answer

Ein Maß für die Unordnung in einem System.

Question 28

Welche Aussage zur Entropieänderung in irreversiblen Prozessen ist richtig?

Accepted Answer

Die Entropie des Systems nimmt zu.

Answer

Die Entropie des Systems nimmt ab.

Answer

Die Entropie des Systems bleibt gleich.

Answer

Irreversible Prozesse treten nur in geschlossenen Systemen auf.

Question 29

Welche Aussage zum Carnot-Kreisprozess ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist ein idealer Kreisprozess mit maximaler Effizienz

Answer

Er wird in Kraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt

Answer

Er ist ein irreversibler Prozess

Question 30

Welcher Wärmeübertrager wird zur Kühlung eines Motors verwendet?

Accepted Answer

Kühler

Answer

Kessel

Answer

Kondensator

Answer

Verdampfer

Question 31

In welcher Einheit wird Wärme gemessen?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Pascal

Answer

Watt

Question 32

Welches Material ist ein effektiver Wärmeisolator?

Accepted Answer

Styropor

Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Answer

Wasser

Question 33

Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur einer Masseneinheit des Stoffes um ein Kelvin zu erhöhen

Answer

Die Wärmemenge, die von einer Masseneinheit des Stoffes abgegeben wird, wenn die Temperatur um ein Kelvin sinkt

Question 34

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit eines Materials?

Accepted Answer

Materialstruktur

Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Question 35

Welcher thermodynamische Kreisprozess wird in einem Wärmekraftwerk eingesetzt?

Accepted Answer

Rankine-Prozess

Answer

Carnot-Prozess

Answer

Diesel-Prozess

Answer

Otto-Prozess

Question 36

Welches physikalische Gesetz beschreibt die Entropieänderung in einem abgeschlossenen thermodynamischen System?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Nullter Hauptsatz der Thermodynamik

Question 37

Welches Arbeitsmedium wird typischerweise im Rankine-Prozess verwendet?

Accepted Answer

Wasser

Answer

Kohlendioxid

Answer

Ammoniak

Answer

Luft

Question 38

Welche Komponente ist ein wesentlicher Bestandteil eines Wärmekraftwerks?

Accepted Answer

Dampfturbine

Answer

Wasserkraftturbine

Answer

Gasturbine

Answer

Pelton-Turbine

Question 39

Auf welchem physikalischen Prinzip beruht die Funktionsweise eines Kühlschranks?

Accepted Answer

Umkehrung des Carnot-Prozesses

Answer

Seebeck-Effekt

Answer

Joule-Thomson-Effekt

Answer

Peltier-Effekt

Question 40

Welches Material wird häufig als Wärmedämmung eingesetzt?

Accepted Answer

Glaswolle

Answer

Kupfer

Answer

Aluminium

Answer

Stahl

Question 41

Welcher thermodynamische Kreisprozess findet in einem Ottomotor statt?

Accepted Answer

Otto-Prozess

Answer

Brayton-Prozess

Answer

Diesel-Prozess

Question 42

Welches Gesetz beschreibt die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung?

Accepted Answer

Fouriersches Gesetz

Answer

Stefan-Boltzmann-Gesetz

Answer

Wiensches Verschiebungsgesetz

Answer

Newtonsches Abkühlungsgesetz

Question 43

Welche Aussage über den Carnot-Kreisprozess ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist der effizienteste Kreisprozess für eine gegebene Wärmequelle und Wärmesenke.

Answer

Er ist ein irreversible Prozess.

Answer

Er wird in realen technischen Systemen häufig angewendet.

Answer

Er produziert keine Arbeit.

Question 44

Welche der folgenden Anwendungen nutzt den Rankine-Kreisprozess?

Accepted Answer

Dampfturbine

Answer

Kühlschrank

Answer

Wärmepumpe

Answer

Verbrennungsmotor

Question 45

Welche der folgenden Komponenten ist im Brayton-Kreisprozess enthalten?

Accepted Answer

Kompressor, Brennkammer, Turbine

Answer

Pumpe, Wärmesenke, Wärmezufuhr

Answer

Kondensator, Verdampfer, Expansionsventil

Answer

Generator, Wärmeaustauscher, Kühleinrichtung

Question 46

Welche Aussage über die Leistungsfähigkeit von Wärmekraftmaschinen ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie wird durch den Carnot-Wirkungsgrad begrenzt.

Answer

Sie hängt nicht von der Temperatur der Wärmequelle ab.

Answer

Sie kann durch die Verwendung exotischer Materialien drastisch verbessert werden.

Answer

Sie kann in der Praxis 100% erreichen.

Question 47

Welche Aussage über die Zustandsgleichung idealer Gase ist richtig?

Accepted Answer

Sie gilt für reale Gase unter hohen Temperaturen und niedrigen Drücken.

Answer

Sie berücksichtigt Wechselwirkungen zwischen Gasmolekülen.

Answer

Sie ist nur für einatomige Gase gültig.

Answer

Sie kann verwendet werden, um das Verhalten aller Gase unter allen Bedingungen genau zu beschreiben.

Question 48

Welcher Kreisprozess kommt in Verbrennungsmotoren zur Anwendung?

Accepted Answer

Otto-Kreisprozess

Answer

Carnot-Kreisprozess

Answer

Clausius-Rankine-Kreisprozess

Question 49

Welche Aussage zum Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks ist korrekt?

Accepted Answer

Der Wirkungsgrad steigt mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen der heißen und der kalten Quelle.

Answer

Der Wirkungsgrad ist proportional zur Temperatur der heißen Quelle.

Question 50

Welches Gas ist unter Umgebungsbedingungen als ideales Gas anzusehen?

Accepted Answer

Luft

Answer

Wasser

Answer

Kohlendioxid unter hohem Druck

Question 51

Welche Aussage zum adiabatischen Kreisprozess ist zutreffend?

Accepted Answer

Das System tauscht keine Wärme mit der Umgebung aus.

Answer

Alle Prozesse im System sind irreversibel.

Answer

Das System befindet sich stets im thermodynamischen Gleichgewicht.

Question 52

Welcher Faktor beeinflusst den Dampfdruck einer Flüssigkeit?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Answer

Druck

Answer

Oberflächenspannung

Question 53

Welche Anwendung nutzt den Joule-Thomson-Effekt?

Accepted Answer

Verflüssigung von Gasen

Answer

Wärmeerzeugung

Answer

Kühlung von Räumen

Answer

Antrieb von Motoren

Question 54

Welcher Prozess ist irreversibel?

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Isotherme Zustandsänderung

Answer

Adiabatische Zustandsänderung

Question 55

Welcher thermodynamische Kreisprozess findet im Ottomotor statt, bei dem die Wärme zuführung bei konstantem Volumen und die Wärmeabfuhr bei konstantem Druck erfolgt?

Accepted Answer

Otto-Kreisprozess

Answer

Diesel-Kreisprozess

Answer

Brayton-Kreisprozess

Answer

Stirling-Kreisprozess

Question 56

Welches Gesetz beschreibt die Abhängigkeit von Druck (p), Volumen (V) und Temperatur (T) eines idealen Gases?

Accepted Answer

Ideales Gasgesetz (pV = nRT)

Answer

Gay-Lussacsches Gesetz (V/T = konstant)

Answer

Boyle-Mariottesches Gesetz (pV = konstant)

Answer

Charles'sches Gesetz (p/T = konstant)

Question 57

Welche Größe beschreibt das Maß dafür, wie viel Wärme ein Stoff aufnehmen kann, bevor sich seine Temperatur ändert?

Accepted Answer

Wärmekapazität

Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Innere Energie

Question 58

Durch welche Merkmale ist ein offenes thermodynamisches System gekennzeichnet?

Accepted Answer

Kann sowohl Masse als auch Energie austauschen

Answer

Kann nur Energie austauschen

Answer

Kann weder Masse noch Energie austauschen

Answer

Kann nur Masse austauschen

Question 59

Welche Einheit wird verwendet, um die auf ein System übertragene oder abgegebene Wärmemenge zu messen?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Watt (W)

Answer

Kalorie (cal)

Answer

Kelvin (K)

Question 60

Welche thermodynamische Größe gibt das theoretische Maximum für die von einem System verrichtete Arbeit an?

Accepted Answer

Freie Energie (G)

Answer

Entropie (S)

Answer

Enthalpie (H)

Answer

Innere Energie (U)

Question 61

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Summe aus Entropieänderung des Systems und der Umgebung immer größer oder gleich Null ist?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Vierter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Question 62

Welche Größe beschreibt die Änderung des Energieinhalts eines Systems bei konstantem Druck?

Accepted Answer

Enthalpieänderung (ΔH)

Answer

Freie Energieänderung (ΔG)

Answer

Entropieänderung (ΔS)

Answer

Innere Energieänderung (ΔU)