Wärmelehre/Thermodynamik - Fragen
-
Hallo zusammen,
ich hab eine Frage zur Wärmelehre.
Bsp: Eine Metallkugel von 1/8kg wird mit einer Temperatur von 100°C in 1/4l Wasser von 22°C getaucht. Als Mischtemperatur stellt sich 25,4°C ein. Wie groß ist die spez. Wärmekapazität?
Ein Schwimmbecken von 120m³ Inhalt soll mit Wasser gefllt weden und 20°C erreichen. Im BEcken befinden sich bereits 100m³ Wasser mit 8°C. Zum Auffüllen steht noch Heißwasser mit 78°C zur Verfügung.
Kann die gewünschte Temperatur erreicht werden?Bei beiden Beispielen, kann Q1=Q2 gesetzt werden. Warum ist das so bitte? Bitte erklärt es mir mit einfachen Beispielen oder so.
Und nennt mir Beispiele wo Q1 ungleich Q2 ist bitte.Andere Frage:
Was ist Entropie genau? Wir haben aufgeschrieben: Die Entropie ist
ein Maß für den Informationsstand, für die Ordnung in einem System. Je größer der Infostand desto größer die Entropie.Was versteht man den unter "Informationstand"? Nennt mir bitte ein Bsp. Was ist die Entropie genau?
2. Hauptsatz: Die Entropie nimmt in einen geschlossenen System nie ab, sonder strebt einen Maximum zu.
Warum nimmt die Entropie in einen geschlossenen System zu?
Next Frage:
Alle Körper dehnen sich ja aus beim erwärmen.
Gilt das auch für Flüssigkeiten und bei Gase? Da gibts noch eine Anomalie, hier zieht sich das Volumen doch zusammen oder? Könnt ihr mir ein Bsp nennen dazu bitte und erklären warum und so?Nächste Frage:
Zustandsgleichung des Gases:
P*V=N*k*TN=n*Na
Na...Avogadrozahl
n...MolzahlN ist ja die Teilchenanzahl richtig? Was für Rolle spielen da die Molzahl und die Avogadrozahl? Was ist den Molzahl und Avogadrozahl?
Wenn die Molzahl nicht gegeben ist sie dann 1? Ansonsten muss sie immer gegeben sein, wenn >1?Viele Frage, aber ich muss endlich mal meine Lücken füllen :).
Ich danke euch schonmal im voraus!
Gruß
-
hans2343 schrieb:
Hallo zusammen,
ich hab eine Frage zur Wärmelehre.
Bsp: Eine Metallkugel von 1/8kg wird mit einer Temperatur von 100°C in 1/4l Wasser von 22°C getaucht. Als Mischtemperatur stellt sich 25,4°C ein. Wie groß ist die spez. Wärmekapazität?
Q1 = Q2
m1 * c1 * T1 + m2 * c2 * T2 = m1 * c1 + Tend + m2 * c2 * TendDas musst du noch nach c2 auflösen und einsetzen...
hans2343 schrieb:
Ein Schwimmbecken von 120m³ Inhalt soll mit Wasser gefllt weden und 20°C erreichen. Im BEcken befinden sich bereits 100m³ Wasser mit 8°C. Zum Auffüllen steht noch Heißwasser mit 78°C zur Verfügung.
Kann die gewünschte Temperatur erreicht werden?Wie oben, nur nach Tend auflösen
hans2343 schrieb:
Bei beiden Beispielen, kann Q1=Q2 gesetzt werden. Warum ist das so bitte? Bitte erklärt es mir mit einfachen Beispielen oder so.
Du gehst davon aus, dass die Energie nicht abgegeben wird, sondern im System bleibt. Also bleibt sie nach dem Energieerhaltungssatz gleich. Ich wüsste nicht, was daran unklar sein sollte.
hans2343 schrieb:
Und nennt mir Beispiele wo Q1 ungleich Q2 ist bitte.
Da, wo Energie abgegeben wird, also da, wo du es nicht rechnen kannst...
Du kannst natürlich Q1 und Q2 so wählen, dass sie nicht gleich sind, aber wenn du es als Gesamtenergie vorher und nachher wählst, dann sind sie nur ungleich, wenn das System nicht geschlossen ist.hans2343 schrieb:
Andere Frage:
Was ist Entropie genau? Wir haben aufgeschrieben: Die Entropie ist
ein Maß für den Informationsstand, für die Ordnung in einem System. Je größer der Infostand desto größer die Entropie.Nein, je größer die Ordnung, desto kleiner die Entropie. Deswegen nimmt sie ja auch immer zu.
hans2343 schrieb:
Was versteht man den unter "Informationstand"? Nennt mir bitte ein Bsp. Was ist die Entropie genau?
Du hast eine Flasche Parfüm, die du offen in ein Zimmer stellst. Vorher ist das Parfüm im Raum "sortiert". Danach ist die Wahrscheinlichkeit unglaublich hoch, dass das Parfüm sich im Raum verteilt und nicht mehr in die Flasche zurückkehrt.
Für den Informationsstand könnte man evtl. ein anderes Beispiel heranziehen:
Du hast eine Festplatte mit ein paar Dateien darauf, deine "Information". Du schreibst nun zufällig irgendwelche Daten um. Dann ist es doch ziemlich wahrscheinlich, dass der Informationsstand abgenommen hat und du die alten Dateien zerstört hast, statt dass noch eine Doktorarbeit hinzugekommen ist.
hans2343 schrieb:
2. Hauptsatz: Die Entropie nimmt in einen geschlossenen System nie ab, sonder strebt einen Maximum zu.
Warum nimmt die Entropie in einen geschlossenen System zu?
Weil es seeeeehr wahrscheinlich ist, dass sich alles in dem System verteilt: Die Temperatur gleicht sich aus, das Material verteilt sich etc. und ordnet sich nicht wieder.
hans2343 schrieb:
Next Frage:
Alle Körper dehnen sich ja aus beim erwärmen.
Gilt das auch für Flüssigkeiten und bei Gase? Da gibts noch eine Anomalie, hier zieht sich das Volumen doch zusammen oder? Könnt ihr mir ein Bsp nennen dazu bitte und erklären warum und so?Wasser zieht sich bei einer Erwärmung von 0 bis 4 °C zusammen. Warum, weiß ich aber nicht. Beim Schmelzen übrigens auch.
hans2343 schrieb:
Nächste Frage:
Zustandsgleichung des Gases:
P*V=N*k*TN=n*Na
Na...Avogadrozahl
n...MolzahlN ist ja die Teilchenanzahl richtig? Was für Rolle spielen da die Molzahl und die Avogadrozahl? Was ist den Molzahl und Avogadrozahl?
Wenn die Molzahl nicht gegeben ist sie dann 1? Ansonsten muss sie immer gegeben sein, wenn >1?Ein Mol ist eine bestimmte Anzahl Atome. (wie ein Dutzend auch eine Anzahl ist) Die Avogadrozahl gibt diese Anzahl an. Wenn du die Molzahl gegeben hast, kannst du sie in die Anzahl der Atome umrechnen oder umgekehrt. Es zwingt dich aber niemand dazu, die Formel ohne jegliche Angaben zu berechnen.
-
hans2343 schrieb:
Bei beiden Beispielen, kann Q1=Q2 gesetzt werden. Warum ist das so bitte? Bitte erklärt es mir mit einfachen Beispielen oder so.
Und nennt mir Beispiele wo Q1 ungleich Q2 ist bitte.Was sind Q1 und Q2?
Andere Frage:
Was ist Entropie genau? Wir haben aufgeschrieben: Die Entropie ist
ein Maß für den Informationsstand, für die Ordnung in einem System. Je größer der Infostand desto größer die Entropie.Was versteht man den unter "Informationstand"? Nennt mir bitte ein Bsp. Was ist die Entropie genau?
Ein thermodynamisches System besteht aus ganz vielen kleinen Teilen. Wie die ganz genau angeordnet sind (Teilchen 1 hat Position (1.2434,2.44,224.22) und Geschwindigkeit (33.54,22.44,221.54), Teilchen 2 hat Position (56.5,4354.33,564.7) und Geschwindigkeit ...) nennt man einen Mikrozustand. Zu einem Mikrozustand gehört auch ein makroskopischer Zustand von Größen, die man Messen kann. Zum Beispiel der Druck eines Gases. Zu einem gegebenen makroskopischen Zustand gehören aber viele verschiedene Mikrozustände, die die gleichen makroskopischen Messwerte ergeben. Die Entropie ist ein Maß für die Anzahl der Mikrozustände, die zu einem Makrozustand gehören. Genauer gesagt der Logarithmus dieser Anzahl.
2. Hauptsatz: Die Entropie nimmt in einen geschlossenen System nie ab, sonder strebt einen Maximum zu.
Warum nimmt die Entropie in einen geschlossenen System zu?
In dem obigen Bild gehören zu den Zuständen mit hoher Entropie mehr Mikrozustände. Es ist einfach wahrscheinlicher, dass das System in einem dieser Zustände ist. Und zwar nicht nur ein bisschen wahrscheinlicher. Die Wahrscheinlichkeit wird exponentiell größer mit der Zahl der möglichen Zustände. Daher ist es zwar nicht unmöglich, dass ein System sich zu niedrigerer Entropie hin entwickelt, aber es ist so unwahrscheinlich, dass es bei makroskopischen Systemen in der bisherigen Lebenszeit des Universums nicht vorkommen sein wird. Bei sehr sehr kleinen Systemen (eine handvoll Teilchen) kann man dies manchmal beobachten, aber wenn man viele solche Systeme betrachtet kommt im Durchschnitt auch ein Streben zu höherer Entropie heraus.
Next Frage:
Alle Körper dehnen sich ja aus beim erwärmen.Nein. Du nennst doch selber, dass es ein paar Ausnahmen gibt.
Gilt das auch für Flüssigkeiten und bei Gase?
Flüssigkeiten und Gase sind auch Stoffe. Achte auf sprachliche Genauigkeit.
Da gibts noch eine Anomalie, hier zieht sich das Volumen doch zusammen oder?
Ja.
Könnt ihr mir ein Bsp nennen
Wasser?
dazu bitte und erklären warum und so?
Das ist bei allen diesen Anomalien kompliziert. Beim Wasser liegt der Grund da drin, dass es noch eine bestimmte Wechselwirkung hat, durch die es im flüssigen (also ungeordneten) Zustand sehr dicht packen kann, aber in einer Kristallstruktur (Eis) stört diese eher und der Kristall ist größer als die gleiche Masse flüssigen Wassers.
N ist ja die Teilchenanzahl richtig?
Ja.
Was für Rolle spielen da die Molzahl und die Avogadrozahl?
Damit kann man sich ausrechnen, wie viele Teilchen man hat, wenn man eine gewisse Menge Gas hat. Teilchen sind nicht so leicht zu zählen. Die Gesamtmasse ist hingegen relativ leicht zu wiegen.
Was ist den Molzahl und Avogadrozahl?
Wikipedia [ˌvɪkiˈpeːdia] (auch: die Wikipedia) ist ein am 15. Januar 2001 gegründetes freies Online-Lexikon in zahlreichen Sprachen.
Wenn die Molzahl nicht gegeben ist sie dann 1? Ansonsten muss sie immer gegeben sein, wenn >1?
Häh, was? Wenn du nicht weißt, wie alt jemand ist, ist er dann 1? Wenn du nicht weißt, wie schnell du fährst, fährst du dann 1? Wenn du nicht weißt, wei jemand heißt, heißt er dann 1?
-
SeppJ schrieb:
Was sind Q1 und Q2?
Ich vermute, er meint damit die thermische Energie (vorher und nachher).
SeppJ schrieb:
Häh, was? Wenn du nicht weißt, wie alt jemand ist, ist er dann 1? Wenn du nicht weißt, wie schnell du fährst, fährst du dann 1? Wenn du nicht weißt, wei jemand heißt, heißt er dann 1?
-
Dankeschön!
SeppJ schrieb:
Was sind Q1 und Q2?
Ja, Q1 und Q2 sind Wärmeenergien.
SeppJ schrieb:
Häh, was? Wenn du nicht weißt, wie alt jemand ist, ist er dann 1? Wenn du nicht weißt, wie schnell du fährst, fährst du dann 1? Wenn du nicht weißt, wei jemand heißt, heißt er dann 1?
Ok ok :D.
Wie soll ich dann ein Bsp berechnen, wo ich die Zustandsgleichung des idealen Gases brauche, wenn die Molzahl nicht gegeben ist? Gar nicht? Unmöglich?
Gruß
-
hans2343 schrieb:
Wie soll ich dann ein Bsp berechnen, wo ich die Zustandsgleichung des idealen Gases brauche, wenn die Molzahl nicht gegeben ist? Gar nicht? Unmöglich?
Das kommt auf das Beispiel an.
-
Ok, dann hier ein Bsp:
Wie groß ist die Temperatur im Mittelpunkt der Sonne unter der Annahme, dass sie kosntante Dichte(p=1,41*10^3kg/m³) besitzt, nur aus Wasserstoffatomen(mh=1,67*10^-27kg) besteht und der Druck 1,35*10^14Pa beträgt?
Ich weiß wie ich das Bsp rechne. Da steht nix von n in dem Bsp. Wir haben einfach mit Na gerechnet --> n=1 schätze ich mal.
Wie ist das hier? Warum 1?
-
Hier sind deine Hausaufgaben:
PV=nRT\\ \Rightarrow PV=Nk_BT\\ \Rightarrow P \frac{m_{gesamt}}{\rho} = Nk_BT\\ \Rightarrow P \frac{m\_H}{\rho}=k\_BT\\ \Rightarrow T = \frac{P m\_H}{\rho k\_B} \\ \Rightarrow T \approx 1.15 \cdot 10^{7} KDabei ist die Anzahl mol in der Sonne, die Anzahl Wasserstoffatome in der Sonne, die Boltzmannkonstante, der Rest sollte klar sein. Du siehst, die Menge des Wasserstoffs geht in der Dichte auf. Da wird nix 1 gesetzt.
