Nun im Themenbereich Thermodynamik
Themenbereich ThermodynamikAlle Aufgaben und Antworten als
pdf hier.Lernziele resp. Fragengebiete:
- Ab thermo-01 : Joule
- Ab thermo-10 : Enthalpie - Entropie
- Ab thermo-30 : Einstein, Massenverlust
- Ab thermo-40 : Gibbs, Siedepunkte
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- Joule, Anwendungen 0 (thermo-01)Angenommen, man hätte 1 Joule zur Verfügung. Was kann damit alles gemacht werden?
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- 4 days, 4 hours ago
- Joule, Anwendungen 1 (thermo-02)Angenommen, man hätte 1 kJ (1000 Joule) zur Verfügung.
- Um wie viel Grad Celsius kann ein Liter Wasser damit erwärmt werden.
Hinweis: Um 1 Gramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen, benötigt man etwa 4.18 Joule. - Wie lange brennt eine Glühbirne mit der Angabe 100 Watt?
- Welche Masse kann von 0 m/s auf 1 m/s beschleunigt werden. Ekin = ½ · m · v2
- Wie viele Herzschläge resp. wie lange kann das Herz pochen? Annahme: die Leistung des Herzens betrage 1 Watt.
- Bei einer späteren Aufgabe ('Pentanexplosion') werden 6.8 kJ freigesetzt. Um wie viele Meter könnte ein Chemielehrer mit dieser Energie hochgehoben werden?
- Um wie viel Grad Celsius kann ein Liter Wasser damit erwärmt werden.
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- 4 days, 4 hours ago
- Joule, Anwendungen 2 (thermo-03)Um den Eiffelturm zu besteigen, muss Energie aufgewendet werden, die dem Körper durch Nahrung zugeführt werden kann. Wie viele Gummibärchen muss man also essen, um die Energie zu kompensieren, die für den Aufstieg auf den Eiffelturm benötigt wird?
Hinweis: Unbekannte Grössen sollen selber nachgeschlagen werden. - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Joule, Anwendungen 3 (thermo-04)
- Wie viele Kilojoule Wärme werden erzeugt, wenn ein 1000 kg schweres Auto vom 95 km/h komplett abgebremst wird?
- Wie viel kg Wasser könnte man von 10℃ auf 60℃ mit der Energiemenge der vorhergehenden Aufgabe erwärmen?
- Ein Wassertropfen fällt aus einer Wolke. Um wie viel Grad Celsius erwärmt er sich dabei theoretisch aufgrund der Energieumwandlung
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- 4 days, 4 hours ago
- Joule, Mischung, 1 (thermo-05)Man mischt 1 kg schmelzendes Eis und 1 kg siedendes Eis. Welche Temperatur hat die Mischung, wenn alles Eis geschmolzen ist?
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- 4 days, 4 hours ago
- Joule, Heizwert (thermo-06)Bestimme den Heizwert von Brennsprit ('Spiritus') aus folgenden Angaben: 500 Gramm Wasser werden durch 1 Gramm Brennsprit von 20.4℃ auf 22.7℃ erwärmt.
Hinweis: Der Heizwert H wird in Joule (resp. kJ) pro kg angegeben - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Joule, Heizwert, Haselnuss (thermo-07)Folgendes Experiment: eine Haselnuss erwärme Wasser in einem Glasgefäss. Gib eine Gleichung an, worin der in der Nuss 'gespeicherte' Brennwert abgegeben wird.
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen (thermo-10)Wie berechnet sich die Reaktionsenthalpie einer beliebigen Reaktion?
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie resp Reaktionsentropien (thermo-11)Überlege Dir für jeden der folgenden Vorgänge, ob jeweils eine Zunahme oder eine Abnahme der Entropie sowie der Enthalpie des chemischen Systems zu erwarten ist (z.B. ΔHoR > 0 etc.):
- CO2(s) sublimiert zu CO2(g)
- Erwärmung von CaCO3(s)
- CO2(g) + CaO(s) → CaCO3(s)
- H2O(s) → H2O(l) → H2O(g) → 0.5·O2(g) + H2(g)
- Ba(OH)2(s) + 2·NH4SCN(s) → Ba(SCN)2 + 2·NH3(g) + 2·H2O(l)
- NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)
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- 4 days, 4 hours ago
- Entropie vergleichen 2 (thermo-12)Gegeben sei das Molekül C2H6 sowie CH4. Welches dieser beiden Verbindungen weist eine höhere Entropie auf. Begründe deine Wahl.
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 1 (thermo-13)Berechne die Standard-Reaktionsenthalpie folgender Reaktion:
H2(g) + 1/8 S8 (s) ⇄ H2S(g) - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 2 (thermo-14)Beim Umsatz von 60 Gramm Traubenzucker werden x kJ frei. Berechne daraus die ΔHof.
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 3 (thermo-15)Glucose (C6H12O6) kann unterschiedlich umgesetzt werden: aerob (mit O2) sowie anaerob (ohne O2).
Formuliere für beide Reaktionen die Reaktionsgleichung und berechne jeweils die Standard-Reaktionsenthalpie.
Hinweis I: falls die ΔHof unbekannt sind, dann rechne allgemein mit x, y etc.
Hinweis II: Aggregatzustand angeben - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 4 (thermo-16)Ein Kältebeutel besteht aus folgenden Zutaten: 25 g NH4NO3 (Ammoniumnitrat) und 75 ml Wasser. Nun wird das Ammoniumnitrat in Wasser aufgelöst. Um wie viel Grad Celsius kühlt sich die Mischung ab?
Hinweis 1: Die (spezifische) Wärmekapazität cw des Wasser beträgt 75.3_nbspJ/(K·mol) resp. 4.18 J/(K·kg).
Hinweis 2: Q = m·c·ΔT
Hinweis 3: Das Ammoniumnitrat löst sich in Wasser in seine Ionen auf, der Name gibt einen Hinweis darauf welche. - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 5 (thermo-17)Zum Schweissen und Schneiden benötigt man ein Brenngas. Meist nimmt man dazu Ethin (C2H2). Wieso nimmt man nicht das billigere Methan (CH4)?
Hinweis: Formuliere für beide Gase die Verbrennungsreaktion und bestimme pro (!) Molekül C2H2 resp. CH4 die Reaktionsenthalpie!
ΔHof(CH4) = -75 kJ/mol
ΔHof(C2H2) = 227 kJ/mol
ΔHof(H2O) = -285 kJ/mol
ΔHof(CO2) = -393 kJ/mol - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 6 (thermo-18)Berechne die ΔHof von Kohlenmonoxid. Betrachte dazu folgende Reaktion:
CH4(g) + H2O(l) → CO(g) + 3 H2(g). Die (experimentelle) ΔHoR hierfür betrage 249.5 kJ/mol. - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 7 (thermo-19)Angenommen, man entscheidet sich für die nicht gesunde Variante, dass die komplette tägliche Energieaufnahme mittels trinken von Alkohol (40% Schnaps) realisiert wird. Es gelten folgende Annahmen und Vorgaben:
- Trinkalkohol wäre C2H5OH (Ethanol), Dichte von reinem Alkohol sei 0.9 g/ml
- Annahme: Der Alkohol wird im Körper veratmet, d.h. mit O2 umgesetzt.
- Hinweis 1: Berechne zuerst die Reaktionsenthalpie, inklusive Aggregatzustand
- Hinweis 2: Berechne aus ΔHoR und der Menge Ethanol pro Liter Schnaps die benötigte Menge, um die Energiezufuhr zu realisieren
- Hinweis 3: Der tägliche Energiebedarf betrage 9200 kJ
- Hinweis 4: Für die Profis: Die Berechnungsgrundlage ist nicht komplett, eigentlich müsste die freie Reaktionsenthalpie bei Körpertemperatur berechnet werden. Siehe Details nachfolgende Aufgabe thermo-108. Man sieht aber, dass das Resultat sich nur um ca. 10 Prozent verändern würde
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 8 (thermo-20)Analoge Aufgabe zu thermo-18. Es soll aber nur die freie Reaktionsenthalpie bei Körpertemperatur für die Veratmung (Verbrennung) von Ethanol berechnet werden.
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie berechnen 9 (thermo-21)In einer Posterrolle (Durchmesser 6 cm, Länge 72 cm) werden wenige Tropfen Pentan (1/4 ml) gegeben und mit das Luft-Pentan-Gemisch entzündet.
a) Berechne die Reaktionsenthalpie.
b) Experimentell zeigt es sich, dass zu viel Pentan keine bessere Explosion liefert, das Luft-Pentan-Gemisch sollte also optimal sein. Berechne die maximale Menge an Pentan.
Hintergrund: wunderbarer Versuch für den Unterricht.
Hinweis: unbekannte Grössen – Moleküle selber eruieren. - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie, Massenunterschied 1 (thermo-30)Bei der Knallgas-Reaktion 2H + O → H2O wird die Reaktionsenergie von 571.6 kJ/mol frei. Um wie viel reduziert sich die Masse eines (!) Wassermoleküls gemäss Einstein?
Hinweis: [J] = [kg m2 s-2] - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- Reaktionsenthalpie Massenunterschied 2 (thermo-31)Auf Wikipedia (https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%84quivalenzvonMasseundEnergie&oldid=245822194) steht unter Anwendungen für die Massenumwandlung gemäss Einstein, dass beim Erwärmen um 50 Grad Celsius eines Kubikmeters Wasser (Annahme: Masse 1 Tonne) sich eine Massenzunahme um 2.3 Mikrogramm ergeben.
Bestätige mit einer Rechnung diesen Wert. - 1
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- 4 days, 4 hours ago
- freie Reaktionsenthalpie, Wasser vs Wasserstoffperoxid (thermo-40)Es reagiere H2(g) mit O2(g). Beurteile mit Hilfe der freien Reaktionsenthalpie ob nun H2O(g) oder H2O2(g) gebildet wird. Die Reaktionstemperatur betrage 800 Kelvin.
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- 4 days, 4 hours ago
- Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante K (thermo-42)Berechne ΔGoR für die Temperaturen 298K, 900K sowie 2300K der Verbrennungsreaktion von N2 zu NO. Die gegebenen Temperaturen von 900 K entsprechen der Temperatur in einem Auspuff resp. im Verbrennungsraum (2300K),
Hinweis: Berechne die Reaktion für 1 Teilchen (resp. 1 mol) NO. - 1
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- 4 days, 4 hours ago
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