Gesetze in der Wärmelehre - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Nachfolgend ein Test über grundlegende Gesetzmäßigkeiten in der Wärmelehre. Das Niveau dieses Tests liegt unterhalb des Abitur-Niveaus. Beginnen wir mit einem der wichtigsten Regeln in der Wärmelehre (diesen Satz ist auch in weiterführenden Aufgaben als 1. Hauptsatz der Thermodynamik bekannt).

a) Die thermische Energie in einem abgeschlossenen System ist immer konstant, d.h. Änderung der thermischen Energie sind immer verbunden mit der Zufuhr oder Abgabe von Wärme und dem Verrichten mechanischer Arbeit.

b) Die thermische Energie kann in andere Energieformen umgewandelt werden, sie ist aber in einem abgeschlossenen System niemals konstant

2) Diese Gesetzmäßigkeit lässt sich auch als Formel wiedergeben

a) DE = Q · W

b) DE = Q + W (D= Differenz, E = thermische Energie, Q = zugeführte oder abgegebene Wärme, W = am System verrichtete Arbeit)

3) Geben wir die Formel aus Aufgabe 2 als vollständigen Satz wieder, so lautet dieser

a) Die Formel aus Aufgabe 2 gibt einen Zusammenhang zwischen der einem Körper zugeführten oder von ihm abgegebenen Wärme, der Änderung der thermischen Energie des Körpers und der an ihm oder von ihm verrichteten mechanischen Arbeit wieder.

b) Die Formel aus Aufgabe 2 gibt wieder, dass die thermische Energie ein Produkt aus Wärme und mechanischer Arbeit ist.

4) Wenden wir diese Gesetzmäßigkeit einmal an, welche der folgenden Aussagen ist richtig

a) Ändern wir den Aggregatzustand des Körpers verändert sich die thermische Energie, aber nicht das Volumen des Körpers.

b) Die Temperatur des Körpers wird durch Wärmezufuhr vergrößert, wodurch auch die thermische Energie damit größer wird.

5) Eine der weiteren wichtigen Gesetzmäßigkeiten ist der sog. Nullter Hauptsatz der Wärmelehre. Dieser besagt, dass wenn ein System A im thermischen Gleichgewicht mit System B ist und wenn B im thermischen Gleichgewicht mit C ist, so ist das System A und System B im thermischen Gleichgewicht. Was bedeutet der Satz

a) Bringt man zwei Körper (= Systeme) mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt, so gleichen sich deren Temperaturen allmählich aus und stehen anschließend im Gleichgewicht (beide Temperaturen sind gleich)

b) Bringt man drei Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt, so kann ein Wärmeaustausch immer nur zwischen zwei Körpern gleichzeitig stattfinden.

6) Eine bekannte Gesetzmäßigkeit (auch bekannt als 2. Hauptsatz der Thermodynamik) ist bereits in Grundzügen erwähnt worden. Diese Gesetzmäßigkeit regelt den Vorgang bei Wärmeübertragungen

a) Wärmeübertragen kann von jedem beliebigen Körper auf einen anderen beliebigen Körper stattfinden (ohne Ausübung eines Zwanges)

b) Wärme überträgt sich niemals von selbst (ohne Ausübung eines Zwanges) von einem Körper mit niedrigerer Temperatur zu einem Körper mit höherer Temperatur.

7) Dieser 2. Hauptsatz der Thermodynamik hat eine wesentliche Bedeutung in der Technik

a) Der 2. Hauptsatz besagt, dass ein Perpetuum mobile 2. Art nicht existiert ("Maschine", die unaufhörlich Wärme aus einem Medium (abgeschlossenes System) konstanter Temperatur entnimmt und diese Wärme in mechanische Arbeit umwandelt)

b) Diese Gesetzmäßigkeit besagt, dass der Wärmeübertrag von einem Körper mit niedrigerer Temperatur auf einen Körper mit höherer Temperatur ein Widerspruch zum Energieerahltungsgesetz in der Physik ist

Physik Test – Gesetzmäßigkeiten (Wärmelehre)

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