zweiatomiges Gas, Volumenänderung

Claudini95 · Anmeldungsdatum: 31.05.2015 Beiträge: 126

Hallo,

eine abgeschlossene Menge eines idealen zweiatomigen Gases wird, ausgehend vom Ausgangszustand 1 mit

,

und

auf die Hälfte seines Volumens komprimiert. Während der Kompression wird Wärme so zugeführt, dass eine Zustandsänderung gemäß der Beziehung

durchlaufen wird.

a) Welche Stoffmenge n in mol enthält das Gas?
b) Welchen Enddruck

wird erreicht?
c) Welche Endtemperatur

in Grad Celsius stellt sich ein.
d) Zeichnen Sie die Zustandsänderung in ein pV-Diagramm. Zeichnen Sie zusätzlich die isothermen

und

ein.
e) Welche isochore Wärmekapazität

besitzt das Gas?
f) Bestimmen Sie die Änderung der inneren Energie
g) Welche Arbeit W wurde dem System bei der Kompression zugeführt?
h) Bestimmen Sie die zugeführte Wärme.
i) Bestimmen Sie die Entriopieänderung.

Vielleicht sind das viele Unterpunkte, aber eigentlich nicht so lange und zum Verständnis eig sehr gut.

Meine Ideen:

a) Es gilt:

b)

c)

bei d) fehlt mir die Vorstellung, ich trage den Druck gegen das Volumen auf und setze die Werte ein für den Druck

und das zugehörige Volumen

. Und genauso für

und das zugehörige Volumen

. Bei den isothermen Zuständen weiß ich nicht wie ich es einzeichnen soll.

e)

Die Formel verstehe ich nicht und weiß nicht was das f bedeutet, es hat was mit dem zweiatomigen gas zu tun?

f)

Wenn ich mein

kenne kann ich es berechnen.

g) Arbeit ist Kraft mal Weg, ich müsste ein Integral lösen.

h)

i) bei der Entropieänderung weiß ich nicht welche Formel ich nehmen soll.

Vielen Dank, denen die sich alles bis zum Ende durchgelesen haben, ich danke vielmals!

Claudia

Claudini95 · Anmeldungsdatum: 31.05.2015 Beiträge: 126

Hat vielleicht jemand Ideen zum Rest? Ich schreibe in paar Tagen die Klausur und denke, dass eine ähnliche Aufgabe vorkommen könnte, deswegen habe ich Bammel unglücklich

In erster Linie. Das Diagramm. Ich weiß nicht wie ich die isothermen Zustände

und

einzeichnen soll? Es gilt ja:

bei isothermen Zustand.
D.h. doch

Ich versteh es nicht. unglücklich

Genauso bei der i) Die Entropieänderung dort habe ich gefunden, dass:
https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/data/FB13-PhysikOnline/lm_data/lm_282/auto/kap12/cd341.htm

Jetzt habe ich in den Lösungen:

Ich habe da leider keine Idee wieso das so ist? unglücklich

Claudia

_Montanist · Anmeldungsdatum: 10.11.2011 Beiträge: 55

werde dir morgen eine antwort schreiben bzw heute spät abend!

Claudini95 · Anmeldungsdatum: 31.05.2015 Beiträge: 126

Das wäre super, wenn's heute wäre. Ich habe hier aus der Musterlösung das Diagramm abgezeichnet. Den einen Verlauf verstehe ich wo, ich einfach meine Werte auftrage. Also bei einem Kubikmeter ist der Druck zwei bar und bei einem halben Kubik Meter entsprechend vier bar. Die anderen zwei Kurven kann ich mir nicht zurechtreimen.

Claudia

_Montanist · Anmeldungsdatum: 10.11.2011 Beiträge: 55

also ich hab mich nochmal kurz aufgerappelt und mache es aber kurz und kann sagen a) b) c) stimmt
d) ja das stimmt jetzt es geht einfach darum die 3 Zustandsänderungen als Vergleich dazustellen!
e) Formel stimmt Herleiten schau dir das im Internet an ist aber nicht soo schwer muss ich sagen! f= Freiheitsgrade kommt eben darauf an. einatomiges Gas f=3, zweiatomiges f= 5, ...
f) wenn du das herleiten ansiehst wirst du auch sehen, dass es noch andere Formeln für dU gibt du bräuchtest also Cv nicht unbedingt um diesen Teil lösen zu können!
g) Hier fangen jetzt die Probleme mit deinem Bsp an. also W=pdV auch... erst mal außerdem allgemein gibt deine Formel mit p*v^n=const eine polytrope Zustandsänderung. jedoch ist dein n=k mit k=f+2/f wenn das zutrifft ist es eine adiabatische Zustandsänderung dann wäre aber dQ=0 und dann würde die Angabe mit Wärme zuführen nicht mehr stimmen. Ich habe mir daher viele Bsp angesehen die im Worlaut exakt gleich sind und es gab kein Bsp wo n=k achja n=polytropenexponent.
darum bin ich mir hier nicht ganz sicher aber wenn das stimmt dann ist dQ=0 und dann ist dU=-dW also hast du dW sofort!
ansonten müsstest du das ganze mit Formeln berechnen die du im internet leicht findest suche einfach Arbeit polytrope Zustandsänderungen da sind auch gleich die Herleitungen zu finden!
also hierbei bin ich mir absolut unsicher. weil mich das n=k sehr verwirrt.

aber http://www.chemie.de/lexikon/Isentropenexponent.html unterstützt meine Aussage. nur eben der Wortlaut deiner Angabe verwirrt mich.

h) dann wäre natürlich dQ=0 sonst einfach mit dU=dQ-dW berechnen.

i) selbe Problem wenn dQ=0 dann ist dS=0 es gibt auch wieder Formeln für Entropieänderung von polytropen Zustandsänderungen sieht ähnlich aus wie deine Formel welche einfach eine allgemeine Herleitung ist man muss nur wissen das dS=dQ/T und für dQ setzt man allgemeine ein und formt dann um und integriert und ist bei deiner Formel gibt es sicher auch im www unter Entropieänderung eines idealen Gases allgemein.