Ausdehnung isobar oder isotherm?

DerMaschbaustudent · Anmeldungsdatum: 20.09.2016 Beiträge: 123 Wohnort: Walapampa

Ich habe eine Aufgabe aus einer Probeklausur, welche ich ein bisschen verwirrent finde, da meiner Meinung nach der Wortlaut nicht klar ist:

4,5 g Methan (M=16 g/mol) nehmen bei 310 K ein Volumen von 12,7 L ein.
(a) Berechnen Sie die verrichtete Arbeit, wenn sich das Gas isotherm gegen einen konstanten äußeren Druck von 200 Torr um 3,3 L ausdehnt.
(b) Berechnen Sie die Arbeit unter der Annahme eines
reversiblen Prozessverlaufs.

Mein Ansatz:

a)

Das wäre die Berechnung für die isotherme Ausdehnung - vgl. Aufgabenteilbeschreibung a) - Laut Aufgabenstellung ist aber ja der Druck konstant und nicht die Temperatur!?! Deshalb müsste es doch eigentlich eine isobare Ausdehnung sein oder nicht?

Irgendwie stehe ich da grad aufm Schlauch grübelnd

( die b bekomme ich nicht gelöst, da ich nicht weiß, wie man einen reversiblen Prozessverlauf berechnet)

Danke für eure Hilfe:

Der Maschabustudent

Duke711 · Anmeldungsdatum: 26.01.2017 Beiträge: 434

Ich sehe da jetzt keinen Widerspruch. P2 ist konstant = 200 Torr. Aber es handelt sich ja um eine Expansion. Der Anfangsdruck P1 ist höher als 200 Torr.

Reversible bedeuted umkehrbar. Der Thermodynamische Prozess kann als rückgängig gemacht bzw. läuft in der anderen Richtung genau gleich ab.

Als dem nach einfach ein Vorzeichenwechsel.

DerMaschbaustudent · Anmeldungsdatum: 20.09.2016 Beiträge: 123 Wohnort: Walapampa

Also wäre in dem Fall meine Rechnung richtig oder müsste ich einen anderen Ansatz wählen?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Vorzeichenwechsel???
Umkehrbar ist ein solcher Prozess, wenn dabei die Entropie nicht ansteigt, also gleich bleibt. Eine reversible Expansion ist bei einem solchen einfachen System eine adiabatische Expansion.
Schau Dir dazu zB auf Wikipedia Artikel zu Entropie und Adiabatische Zustandsänderung an.

Gruß
Marco

Duke711 · Anmeldungsdatum: 26.01.2017 Beiträge: 434

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Duke711 · Anmeldungsdatum: 26.01.2017 Beiträge: 434

Ja stimmt und da adiabat reversible = isentrop.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Also, dazu muss man vielleicht noch genauer sagen: "normalerweise" sind adiabatische Kompressions-/Dekompressions-Vorgänge auch isentrop. Zumindest wenn sie "quasistationär" sind ist das der Normalfall. Ich weiß aber nicht, ob man das ganz allgemein sagen kann.
Allgemein: Adiabatisch -> kein Wärmeaustausch. isentrop -> Entropie bleibt unverändert. Allerdings kann eben auch ohne Wärmeaustausch u. U. die Entropie sich verändern (Mischentropie z. B.)
Bei einem Gas in einem Kolben kann man aber wohl immer sagen, dass eine adiabatische Expansion/Kompression schon auch isentrop ist, denke ich.

Bin da kein Experte allerdings...

Gruß
Marco