Teichenbewegung in der Wärmelehre - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Jeden Tag können wir feststellen, dass sich Temperaturen von Körpern ändern. Dies lässt sich z.B. durch das Übertragen von Wärme erreichen. Die Wärmeübertragung hat einen Einfluss auf die Teilchen, aus denen der Körper besteht. Was gilt allgemein für den Zusammenhang zwischen Teilchenbewegung (z.B. Atome) in einem Körper und dessen Temperatur

a) Je höher die Temperatur eines Körpers ist, desto heftiger bewegen sich die Teilchen (im Körper) aus dem der Körper besteht.

b) Grundsätzlich besteht kein Zusammenhang zwischen der Teilchenbewegung und der Temperatur eines Körpers

2) Für (ideale) Gase kann man den Zusammenhang zwischen Teilchenbewegung und Temperatur herleiten

a) Zusammenhang lässt sich nicht herleiten

b) Man verknüpft die Grundgleichung der kinetischen Gastheorie mit dem idealen Gasgesetz (mit der Zustandsgleichung)

3) Versuchen wir einmal, den Zusammenhang herzuleiten. Als Ergebnis erhält man für die mittlere kinetische Energie eines Teilchens:

a) E(kin) = 1,5 · k · T (k = Boltzmann-Konstante)

b) E(kin) = 0,5 · k · T (k = Boltzmann-Konstante)

4) Was sagt uns die Formel aus Aufgabe 3 aus

a) Zwischen der mittleren Geschwindigkeit der Teilchen eines Körpers und deren Temperatur gilt: m · v² = k · T

b) Die Temperatur eines Körpers kann als ein Maß für die mittlere kinetische Energie seiner Teilchen betrachtet werden und hieraus kann die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen abgeleitet werden: E(kin) = 0,5 ·m· v²

5) Das würde bedeuten, wir könnten die Gleichung aus Aufgabe 3 noch anders interpretieren

a) Die Temperatur eines Körpers kann auch als ein Maß für das mittlere Geschwindigkeitsquadrat seiner Teilchen gesehen werden

b) Die Temperatur eines Körpers kann auch als ein Maß für die potentielle Energie seiner Teilchen gesehen werden

6) Können wir die Aussage (die Temperatur eines Körpers kann auch als ein Maß für das mittlere Geschwindigkeitsquadrat seiner Teilchen) aus Aufgabe 5 auch formelmäßig ausdrücken

a) Nein, nicht möglich

b) Ja, der Zusammenhang lautet T ~ v² (das würde also bedeuten, dass je schneller sich die Teilchen des Körpers bewegen, desto höher ist die Temperatur des Körpers)

7) Die Gleichung aus Aufgabe 3 haben wir sehr schnell hergeleitet. Nachfolgend nochmals die verwendeten Gleichungen, Grundgleichung der kinetischen Gastheorie (1) und Zustandsgleichung eines idealen Gases (2)

a) Gleichung (1) p · V = 0,5 · N · E(kin) und Gleichung (2) p · V = k · N · T

b) Gleichung (1) p · V = N · E(kin) und Gleichung (2) p · V = 2 · k · N · T

Physik Test – Teilchenbewegung (Wärmelehre)

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