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Flashcards in Tutorium Deck (19)
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1

Was versteht man unter einem thermodynamischen System?

Ist ein von der Umgebung abgegrenzter makroskopischer Teilbereich, der im Gleichgewicht durch Zustandsgrößen beschrieben wird

2

Worin unterscheiden sich offene, geschlossene und abgeschlossene Systeme?

In der Möglichkeit des Energie- und Stoffaustausches Offen: Energie und Stoffaustausch Geschlossen: nur Energieaustausch Abgeschlossen: kein Austausch

3

Was besagt der 1. und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik? Wie lautet die Definition in Worten und als Formel?

1. Hauptsatz: Energieerhaltung, Energie kann nicht erschaffen oder vernichtet werden dU= ∂Q + ∂W 2. Hauptsatz: die Entropie eines Systems kann durch spontane Prozesse nur wachsen oder konstant bleiben dS≥0

4

Was ist Temperatur auf molekularer Ebene?

Teilchenbewegung

5

Wie ist der absolute Nullpunkt definiert?

Stillstand der Teilchen am Nullpunkt

6

Wasser bildet eine besondere Struktur. Wie heißen diese besonderen Bindungen ?

Wasserstoffbrückenbindungen

7

Welche Lebensdauer hat eine Wasserstoffbrückenbindung und wie viel Energie steckt in ihr?

10^-11 - 10^-6s; 10-40 kJ/mol

8

Definieren sie die Begriffe isochor, isotherm, isobar und adiabatisch!

Isochor: Volumen bleibt gleich isotherm: Temperatur bleibt gleich Isobar: Druck konstant Adiabatisch: kein Wärmeaustausch mit der Umgebung möglich

9

Definieren Sie den Begriff Zustandsfunktion

Beschreibt den augenblicklichen Zustand eines Systems. Wegunabhängig -> Zustandsgrößen

10

Wann läuft ein Vorgang freiwillig ab?

Bei spontanen Vorgängen ist ΔG negativ und ΔS positiv

11

Was sind thermodynamischen Potentiale (Definition + Fundamentalgleichung) ?

sind in der Thermodynamik Größen, die von ihrem Informationsgehalt her das Verhalten eines thermodynamischen Systems im Gleichgewicht vollständig beschreiben.

12

a) Welches Thermodynamische Potential würden sie zur Beschreibung folgender Systeme benutzen? Warum?

i) p = const und T = const

ii) V = const und T = const

b)Wie lautet dann jeweils der Ausdruck für das thermodynamische Potential?

i) ∂G

ii) ∂F

da konstante Terme in den Fundamentalgleichungen entfallen und so der Ausdruck vereinfacht wird

13

Warum ist ein System mit p = const und T = const von biologischer Bedeutung?

Versuch unter Laborbedingungen; chem. Potential µ durch freie Enthalpie (dG) leicht berechenbar, da dT=dp=0 und die Terme dadurch wegfallen

14

Sie haben ein System aus zwei Kammern, welche durch eine Wand getrennt sind, durch welche Energieaustausch stattfinden kann. Eine der Kammern hat eine Temperatur von 50°C, die andere eine Temperatur von 200°C. a) In welche Richtung findet der Energietransport statt? b) Wie lange geschieht das?



a) Energie wird in Richtung der kühleren Kammer (50°C) transportiert

b) dies geschieht so lange, bis beide Kammern die gleiche Temperatur haben und somit thermodynamisch im Gleichgewicht sind

15

Was ist eine Isotherme?

thermodynamische Zustandsänderung, bei der die Temperatur konstant bleibt

16

Was ist die Fundamentalgleichung der freien Enthalpie (Gibbs Energie) und deren erste Ableitung?

G= U + p*V - T*S

dG = V*dp - S*dT

17

Was ist die Fundamentalgleichung der Enthalpie und deren erste Ableitung?

H= U + p*V

dH = V*dp + T*dS

18

Was ist die Fundamentalgleichung der inneren Energie und deren erste Ableitung

U = T*S - p*V

dU= T*dS - p*dV

19

Was ist die Fundamentalgleichung der freien Energie und deren erste Ableitung?

F = U - T*S

dF = - p*dV - S*dT