Exercise:
Geben Sie zu den Fragen eine kurze Antwort - Sätze. Wo nötig ergänzen Sie ihre Antwort mit Diagrammen und/oder den relevanten Formeln. enumerate item Eine Helium Flasche mit einem Flaschenvolumen von etwa li steht unter einem Druck von bbar. Zur Füllung eines Zeppelins werden einige Liter gebraucht sodass der Druck auf etwa bbar sinkt. Was passiert mit der Flasche? Wie merken Sie sonst dass der Druck gesunken ist abgesehen davon dass die Flasche ein bisschen leichter geworden ist? item Wie sehen in einem pV-Diagramm eine Isotherme Isobare und eine Isochore aus? item Körper dehnen sich aus wenn sie erwärmt werden. Wieso kann man sie rein theoretisch beliebig ausdehnen jedoch nicht beliebig schrumpfen lassen? Denken Sie an das Teilchenmodell. item Was ist ein Perpetuum Mobile I oder II Art? item Wie gross ist die Arbeit im folgen Prozess?mm tikzpicturescale. % Koordinatensystem draw thick-latex -. -- node right Vli; draw thick-latex -. -- node above pbbar; % Kurve draw very thick-latex -- .; draw very thick . -- ; draw very thick-latex -- .; draw very thick . -- ; draw very thick-latex -- ..; draw very thick .. -- ; % Werte draw dashed -- -. node below li; draw dashed -- -. node below li; draw dashed -- -. node left bbar; draw dashed -- -. node left bbar; tikzpicture item Ein Wetterballon steigt hoch was passiert mit ihm und weshalb? item Weshalb ist die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck C_p grösser als die bei konstantem Volumen C_V? item Was ist am Carnot-Wirkungsgrad so besonders? item Wieso steigt warme Luft auf? item Wie lautet der . Hauptsatz der Wärmelehre in Worte und als Formel? enumerate

Solution:
Kurze Antworten zu den Fragen: enumerate item Betrachten wir den . HS so gilt: Delta U Q +W da in diesem Fall keine Wärme zu oder abgeführt wird gilt: Delta U W. Das Gas verrichtet beim Herauslassen Arbeit W damit muss auch Delta U sein d.h. die Temperatur sinkt. item Das pV-Diagramm sieht wie folgt aus wobei isobar p konst. isochor V konst. und isotherm T konst. bedeutet.mm tikzpicturescale. draw thick-latex -. -- node right V; draw thick-latex -. -- node above p; draw thick -- node right isobare; draw thick . -- node above isochore; draw domain: plotidisoT samples function./x node right isotherme; tikzpicture item Da die Ausdehnung mit der Temperatur zunimmt und die Temperatur nur ein Mass für die Geschwindigkeit der Teilchen ist können da die Geschwindigkeit rein theoretisch beliebig gross sein kann beliebig zunehmen. Hingegen hat die Geschwindigkeit eine untere Grenze nämlich Null. item Ein Perpetuum Mobile . Art ist eine Maschine die mehr Energie liefert als dass für ihren Betrieb nötig ist.mm Ein Perpetuum Mobile . Art ist eine Maschine die Wärme vollständig in mechanischer Arbeit umwandelt. item Die Arbeit entspricht der Fläche unter der Kurve. Da der Prozess im Gegenuhrzeigersinn läuft ist die Arbeit negativ d.h. W fracDelta p Delta V J. item Der Wetterballon gehorcht dem Gasgesetz d.h. fracpVT konst. Da beim Aufsteigen der Druck und die Temperatur abnimmt müsste das Volumen gleich bleiben sofern die beiden gleich abnehmen. Da jedoch die Temperatur linear und der Druck exponentiell abnimmt muss das Volumen diesen Unterschied ausgleichen und wird somit grösser. item Das C_p bei konstanten Druck ist muss bei der Erwärmung auch noch das Volumen vergrössert werden d.h. es muss Arbeit verrichtet werden. Diese zusätzliche Arbeit steckt in der Konstante C_p drin. item Der Carnot-Wirkungsgrad ist der maximal mögliche Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine und errechnet sich wie folgt: eta_C -fracT_T_quad T_ T_. item Die warme Luft steigt auf weil warme Luft mehr Platz einnimmt als kalte Luft. Aus diesem Grund ist ihr Volumen grösser und damit ihr spezifisches Gewicht kleiner. Damit ist der Auftrieb grösser und sie steigt. item Der . HS der Wärmelehre lautet: Delta U W + Q d.h. die Änderung der inneren Energie wird durch zu- oder abführen von Arbeit resp. Wärme verändert. enumerate