Thermodynamik lernen: Wärmelehre für Klasse 11 Gymnasium

Question 1

Was zeichnet einen thermodynamisch reversiblen Prozess aus?

Accepted Answer

Er kann in beide Richtungen ablaufen, ohne Energieverlust oder -gewinn.

Answer

Er gibt Energie als Wärme ab.

Answer

Er erhöht die Entropie des Systems.

Answer

Er beinhaltet Reibung oder andere dissipative Kräfte.

Question 2

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Enthalpie H eines Systems korrekt?

Accepted Answer

H ist eine extensive Größe.

Accepted Answer

H ist die Summe aus innerer Energie und Volumenarbeit.

Answer

H ist eine intensive Größe.

Answer

H ist die Summe aus innerer Energie und Druckarbeit.

Question 3

Welche Zustandsänderung zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperatur konstant bleibt?

Accepted Answer

Isotherme Zustandsänderung

Answer

Adiabatische Zustandsänderung

Answer

Isobare Zustandsänderung

Answer

Isochore Zustandsänderung

Question 4

Wie verändert sich die Entropie eines abgeschlossenen Systems laut dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Sie steigt immer an.

Answer

Sie sinkt immer ab.

Answer

Sie steigt nur, wenn dem System Wärme zugeführt wird.

Answer

Sie sinkt nur, wenn dem System Wärme entzogen wird.

Question 5

Welche Größe gibt an, wie viel Wärme einem Stoff zugeführt werden muss, damit sich seine Temperatur um ein Kelvin erhöht?

Accepted Answer

Wärmekapazität

Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Answer

Innere Energie

Question 6

In einem abgeschlossenen System kann sich die Entropie wie verhalten?

Accepted Answer

Steigen, sinken oder konstant bleiben

Answer

Nur steigen

Answer

Nur sinken

Answer

Nur konstant bleiben

Question 7

Was beschreibt die Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Den Grad der Unordnung oder Ordnung

Answer

Die Wärmemenge bis zur Zustandsänderung

Answer

Die übertragene Wärme

Answer

Die Fähigkeit zur Arbeit

Question 8

Ein ideales Gas durchläuft einen thermodynamischen Kreisprozess aus zwei Isothermen und zwei Adiabaten. Wie verändert sich dabei die innere Energie des Gases?

Accepted Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie steigt an.

Answer

Sie sinkt ab.

Answer

Sie verdoppelt sich.

Question 9

Welcher thermodynamische Prozess findet bei konstantem Druck statt?

Accepted Answer

Isobare Erwärmung eines idealen Gases

Answer

Isotherme Expansion eines idealen Gases

Answer

Adiabatische Kompression eines idealen Gases

Answer

Isochore Abkühlung eines idealen Gases

Question 10

Welche der folgenden Zustandsänderungen führt zu einer Erhöhung der Entropie des Systems?

Accepted Answer

Vermischen zweier Gase mit gleicher Temperatur

Answer

Adiabatische Kompression eines idealen Gases

Question 11

Bei einer exothermen Reaktion wird Wärme abgegeben. Was passiert mit der Enthalpieänderung ΔH des Systems?

Accepted Answer

ΔH nimmt ab, da Energie vom System abgegeben wird.

Answer

ΔH nimmt zu, da Energie dem System zugeführt wird.

Question 12

Wie verhält sich die Entropie eines geschlossenen Systems, das sich im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung befindet?

Accepted Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie steigt an.

Answer

Sie sinkt ab.

Answer

Sie ist nicht definiert.

Question 13

Welches Prinzip besagt, dass die Energie eines abgeschlossenen Systems konstant bleibt?

Accepted Answer

Die Gesamtenergie eines isolierten Systems bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur eines Systems steigt proportional zu seiner Wärmemenge.

Answer

Die Wärmekapazität eines Körpers hängt von seinem Material ab.

Question 14

Welcher Satz beschreibt den Carnot-Kreisprozess korrekt?

Accepted Answer

Er gewinnt die höchstmögliche Arbeit aus Wärme.

Answer

Er ist mit einer Entropieänderung verbunden.

Answer

Er kann in der Praxis mit 100 % Wirkungsgrad realisiert werden.

Answer

Er ist ein isobarer Prozess.

Question 15

Ein ideales Gas befindet sich in einem geschlossenen Behälter. Dem Gas wird Wärme zugeführt. Wie verändert sich dadurch die innere Energie des Gases?

Accepted Answer

Sie steigt um den Wert der zugeführten Wärme.

Answer

Sie steigt um weniger als den Wert der zugeführten Wärme.

Answer

Sie bleibt unverändert.

Question 16

Welche Bedingung muss bei einer isothermen Zustandsänderung eines idealen Gases unbedingt erfüllt sein?

Accepted Answer

Die Temperatur des Gases bleibt konstant.

Answer

Dem System wird Wärme zugeführt.

Answer

Das Volumen des Gases bleibt konstant.

Answer

Der Druck des Gases bleibt konstant.

Question 17

Welcher thermodynamische Prozess ist **adiabatisch**?

Accepted Answer

Adiabatische Expansion

Answer

Isobare Expansion

Answer

Isotherme Kompression

Answer

Isochorer Prozess

Question 18

Welche der folgenden Eigenschaften ist eine intensive Größe? Intensive Größen hängen nicht von der Stoffmenge ab.

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Volumen

Question 19

Welches Prinzip beschreibt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie bleibt in isolierten Systemen erhalten.

Answer

Entropie nimmt in isolierten Systemen zu.

Answer

Wärme kann sich in isolierten Systemen ändern.

Answer

Temperatur kann sich in isolierten Systemen ändern.

Question 20

Eine chemische Reaktion setzt Wärme frei und hat eine Reaktionsenthalpie von -100 kJ/mol. Welche Vorzeichenkonvention gilt für die Enthalpieänderung ΔH bei dieser Reaktion?

Accepted Answer

ΔH ist negativ

Answer

ΔH ist positiv

Answer

ΔH ist null

Question 21

In einem abgeschlossenen System wird ein Prozess durchgeführt, bei dem die Temperatur steigt und das Volumen zunimmt. Wie verändert sich der Energieinhalt des Systems?

Accepted Answer

Er nimmt zu.

Answer

Er nimmt ab.

Answer

Er bleibt gleich.

Answer

Er kann nicht bestimmt werden.

Question 22

Was versteht man unter einem isothermen Kreisprozess?

Accepted Answer

Ein Vorgang, bei dem das System zwischen zwei Zuständen wechselt und dabei stets dieselbe Temperatur aufweist

Answer

Ein Vorgang, bei dem sich die Temperatur des Systems ständig verändert

Answer

Ein Vorgang, bei dem sich das Volumen des Systems ständig verändert

Question 23

Wie hängen thermodynamische Funktionen und ihre partiellen Ableitungen zusammen? Erkläre, wie diese Beziehungen genutzt werden können, um Eigenschaften von Systemen zu bestimmen.

Accepted Answer

Partielle Ableitungen thermodynamischer Funktionen zeigen die Richtung spontaner Prozesse an.

Accepted Answer

Die partielle Ableitung der Entropie nach dem Volumen ist die Kompressibilität.

Answer

Thermodynamische Funktionen sind unabhängig von ihren Ableitungen.

Answer

Thermodynamische Funktionen gelten nur für ideale Gase.

Question 24

Wie verändert sich die Entropie eines abgeschlossenen Systems, wenn Wärme zu- oder abgeführt wird?

Accepted Answer

Die Entropie nimmt zu, wenn Wärme zugeführt wird, und ab, wenn Wärme abgeführt wird.

Answer

Die Entropie bleibt konstant.

Answer

Die Entropie nimmt ab, wenn Wärme zugeführt wird, und zu, wenn Wärme abgeführt wird.

Answer

Die Entropie ist unabhängig von der Wärmeübertragung.

Question 25

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, nur umgewandelt.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt zu.

Answer

Die Wärmekapazität eines Stoffes ist konstant.

Answer

Die Temperatur eines Gases ist proportional zum Druck.

Question 26

Welche Aussage beschreibt am besten den adiabatischen Prozess?

Accepted Answer

Es wird keine Wärme zu- oder abgeführt.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Der Druck bleibt konstant.

Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Question 27

Was ist die Einheit der Entropie?

Accepted Answer

J/K

Answer

J

Answer

K

Answer

J·K

Question 28

Welche Aussage beschreibt die Richtung des Wärmeflusses korrekt?

Accepted Answer

Wärme fließt immer vom wärmeren zum kälteren Körper.

Answer

Wärme fließt immer vom kälteren zum wärmeren Körper.

Answer

Wärme fließt nur, wenn die Temperaturen gleich sind.

Answer

Wärme fließt nie

Question 29

Welche Einheit wird zur Messung der Wärmemenge verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Newton

Answer

Watt

Question 30

Welcher der folgenden Faktoren hat Einfluss auf den Siedepunkt einer Flüssigkeit?

Accepted Answer

Druck

Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Masse

Question 31

Was ist ein ideales Gas?

Accepted Answer

Ein Gas ohne Wechselwirkung zwischen Teilchen, das sich exakt wie durch die Gasgesetze vorhergesagt verhält

Answer

Ein Gas mit hohem Druck und niedriger Temperatur

Answer

Ein Gas mit niedriger Dichte und hohem Volumen

Answer

Ein Gas, das nur aus einem Element besteht

Question 32

Welcher der folgenden Prozesse ist isobar?

Accepted Answer

Eine Gasprobe wird erwärmt und dehnt sich aus, während der Druck konstant bleibt

Answer

Eine Gasprobe wird komprimiert und erwärmt sich, während das Volumen konstant bleibt

Answer

Eine Gasprobe wird gekühlt und dehnt sich aus, während die Temperatur konstant bleibt

Answer

Eine Gasprobe wird komprimiert und kühlt sich ab, während der Druck konstant bleibt

Question 33

Was ist die Enthalpie einer Reaktion?

Accepted Answer

Die Änderung der Wärmemenge bei konstantem Druck

Answer

Die Änderung der inneren Energie bei konstantem Volumen

Answer

Die Differenz zwischen den Gibbs-Energien von Reaktanten und Produkten

Answer

Die Summe der potentiellen und kinetischen Energien der Reaktanten

Question 34

Wie wird der zweite Hauptsatz der Thermodynamik in Kühlschränken praktisch genutzt?

Accepted Answer

Der zweite Hauptsatz beschreibt die Zunahme der Unordnung in einem geschlossenen System.

Answer

Kühlschränke benötigen keine Energie, um zu funktionieren.

Answer

Alle Prozesse in Kühlschränken sind umkehrbar.

Answer

Der zweite Hauptsatz spielt keine Rolle bei der Funktionsweise von Kühlschränken.

Question 35

Wie wirkt sich die Entropieproduktion in irreversiblen Prozessen auf die thermodynamische Effizienz aus?

Accepted Answer

Sie begrenzt die maximal mögliche Effizienz.

Answer

Sie erhöht die Ordnung und Effizienz des Systems.

Answer

Sie kann durch ideale Materialien und Verfahren beseitigt werden.

Question 36

Wie wirkt sich eine Druckänderung auf die Reaktionsenthalpie aus und welche Folgen hat dies für chemische Gleichgewichte?

Accepted Answer

Eine Druckerhöhung verschiebt das Gleichgewicht zu Produkten mit kleinerem Volumen.

Answer

Eine Druckerhöhung verschiebt das Gleichgewicht zu Produkten mit größerem Volumen.

Answer

Eine Druckerhöhung hat keinen Einfluss auf das Gleichgewicht.

Answer

Eine Druckerniedrigung verschiebt das Gleichgewicht zu Produkten mit kleinerem Volumen.

Question 37

Wie wirken sich Phasenübergänge wie Schmelzen, Gefrieren und Sublimieren auf thermodynamische Systeme aus? Erkläre die damit verbundenen Wärmemengen und Entropieänderungen.

Accepted Answer

Phasenübergänge benötigen Wärme, was die Entropie erhöht.

Answer

Phasenübergänge geben Wärme ab, was die Enthalpie erhöht.

Answer

Phasenübergänge verringern die Entropie, was die Wärmekapazität erhöht.

Question 38

Welche Größe ändert sich proportional zur Stoffmenge und ist damit eine extensive Größe?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Question 39

Wie verändert sich die Entropie S eines abgeschlossenen Systems, wenn Wärme Q bei konstantem Volumen V zugeführt wird?

Accepted Answer

Die Entropie nimmt zu.

Answer

Die Entropie nimmt ab.

Answer

Die Entropie bleibt gleich.

Question 40

Welcher der folgenden Prozesse ist ein adiabatischer Prozess? Bei einem adiabaten Prozess gibt es keinen Wärmeaustausch mit der Umgebung.

Accepted Answer

Ein Gas wird in einem Zylinder ohne Wärmeaustausch komprimiert.

Answer

Ein Gas erwärmt sich in einem offenen Gefäß.

Answer

Ein Gas kühlt sich in einem abgeschlossenen Gefäß ab.

Answer

Ein Gas dehnt sich in einem Vakuum aus.

Question 41

Welche der folgenden Einheiten ist die Einheit der Wärmekapazität? Die Wärmekapazität gibt an, wie viel Wärme benötigt wird, um die Temperatur einer Substanz um ein Kelvin zu erhöhen.

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule pro Kilogramm

Answer

Kelvin pro Joule

Answer

Kilogramm pro Kelvin

Question 42

Welche der folgenden Aussagen zur irreversiblen Entropieerzeugung ist richtig? Irreversible Prozesse sind Prozesse, die nicht umgekehrt werden können.

Accepted Answer

Sie ist immer positiv.

Answer

Sie tritt nur bei isothermen Prozessen auf.

Answer

Sie ist in abgeschlossenen Systemen nicht möglich.

Answer

Sie kann durch adiabatische Prozesse verhindert werden.

Question 43

Wie wirkt sich die Entropieproduktion auf die thermodynamische Effizienz irreversibler Prozesse aus?

Accepted Answer

Verringert die Effizienz, da die Entropie von System und Umgebung steigt.

Answer

Erhöht die Effizienz, da die Entropie des Systems sinkt.

Answer

Hat keinen Einfluss auf die Effizienz.

Question 44

Beschreibe, wie die innere Energie U eines idealen Gases von der Temperatur T und dem Volumen V abhängt.

Accepted Answer

U ist direkt proportional zu T und V.

Answer

U ist nur direkt proportional zu T.

Answer

U ist nur direkt proportional zu V.

Question 45

Welche der folgenden Zustandsänderungen beschreibt einen **adiabaten** Prozess, bei dem **keine Wärme** ausgetauscht wird?

Accepted Answer

**Adiabate Zustandsänderung ohne Wärmeaustausch**

Answer

Isotherme Zustandsänderung bei konstanter Temperatur

Answer

Isobare Zustandsänderung bei konstantem Druck

Answer

Isochorische Zustandsänderung bei konstantem Volumen

Question 46

Wie wirkt sich die spezifische Wärmekapazität c auf die Wärmemenge Q aus, die einem System zugeführt werden muss, damit sich seine Temperatur um ΔT erhöht?

Accepted Answer

Je höher die spezifische Wärmekapazität c, desto mehr Wärme Q wird für die gleiche Temperaturänderung ΔT benötigt.

Answer

Je höher die spezifische Wärmekapazität c, desto weniger Wärme Q wird für die gleiche Temperaturänderung ΔT benötigt.

Answer

Die spezifische Wärmekapazität c hat keinen Einfluss auf die Wärmemenge Q.

Question 47

Dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik zufolge:

Accepted Answer

Bleibt die Energie eines abgeschlossenen Systems konstant.

Answer

Nimmt die Entropie eines abgeschlossenen Systems immer zu.

Answer

Bleibt die Temperatur eines abgeschlossenen Systems konstant.

Answer

Ist die Wärmekapazität eines abgeschlossenen Systems konstant.

Question 48

Was bewirkt die Zufuhr von Wärme zu einem idealen Gas?

Accepted Answer

eine Temperaturerhöhung

Answer

eine Druckabnahme

Answer

eine Volumenabnahme

Answer

eine Teilchenzahlzunahme

Question 49

Welche Einheit wird zur Messung des Drucks verwendet?

Accepted Answer

Pascal

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Meter

Question 50

Was passiert mit der Enthalpie eines Systems, wenn Wärme abgegeben wird?

Accepted Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie kann zu- oder abnehmen.

Question 51

Das Ziel der Thermodynamik ist es:

Accepted Answer

die makroskopischen Eigenschaften von Stoffen zu erklären

Answer

die mikroskopische Struktur von Stoffen zu beschreiben

Answer

die chemischen Reaktionen von Stoffen zu untersuchen

Answer

die Bewegung von Teilchen zu analysieren

Question 52

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt:

Accepted Answer

Die Energie eines geschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die Wärmemenge eines Systems nimmt stets zu.

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt stetig ab.

Answer

Die innere Energie eines Systems kann nur in Wärme umgewandelt werden.

Question 53

Wie lautet die Formel zur Berechnung der Änderung der inneren Energie eines Systems?

Accepted Answer

ΔU = Q + W

Answer

ΔU = Q - W

Answer

ΔU = W - Q

Answer

ΔU = U₁ - U₂

Question 54

Welche der folgenden Umwandlungen ist ein exothermer Prozess?

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Kondensation

Answer

Sublimation

Answer

Schmelzen

Question 55

Welche der folgenden Aussagen über adiabatische Prozesse ist richtig?

Accepted Answer

Sie laufen ohne Wärmeaustausch ab.

Answer

Sie sind immer umkehrbar.

Answer

Sie führen immer zu einer Temperaturänderung.

Answer

Sie gelten gleichermaßen für alle Stoffe.

Question 56

Welcher der folgenden Faktoren spielt für die Thermodynamik eines Systems keine Rolle?

Accepted Answer

Zeit

Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Answer

Druck

Question 57

Welche Aussage beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Die Energie eines abgeschlossenen Systems bleibt erhalten.

Answer

Die Temperatur eines Systems ist direkt proportional zur zugeführten Wärmemenge.

Answer

Die geleistete Arbeit ist gleich der zugeführten Wärmemenge.

Question 58

Welche Einheit wird zur Messung der Wärmeenergie verwendet?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Wattstunde (Wh)

Answer

Newton (N)

Answer

Grad Celsius (°C)

Question 59

Welcher Prozess ist isobar?

Accepted Answer

Der Druck bleibt konstant.

Answer

Die Entropie bleibt konstant.

Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Question 60

Was beschreibt die Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Den Grad der ungeordneten Energieverteilung

Answer

Die innere Energie des Systems

Answer

Die Temperatur des Systems

Question 61

Welche Aussage über den Carnot-Kreisprozess ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist ein idealer thermodynamischer Kreisprozess mit maximaler Effizienz.

Answer

Er ist ein irreversibler Prozess.

Answer

Er kann nur bei sehr hohen Temperaturen betrieben werden.

Question 62

Welche thermodynamische Kraft treibt den Wärmefluss an?

Accepted Answer

Temperaturdifferenz

Answer

Konzentrationsgradient

Answer

Änderung des elektrischen Potentials

Answer

Volumenänderung

Question 63

Welche Anwendung basiert auf dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Wärmepumpe

Answer

Solarzelle

Answer

Elektromotor

Answer

Heizung

Question 64

Welcher Stoff hat die höchste Wärmeleitfähigkeit?

Accepted Answer

Silber

Answer

Holz

Answer

Wasser

Answer

Luft