Aufgaben Physik

Aufgaben Physik
Atmosphäre 1
1. Wie weit muss man nach dem Modell der Standardatmosphäre (Graph 2) von der
Erdoberfläche nach oben gehen, bis sich der Druck halbiert? Wie weit muss man
dann nochmals gehen, bis sich der Druck wieder halbiert? Was für eine mathematische Funktion hat die hier beobachtete Eigenschaft? [Beide Male je etwa 5000 m.
Eine zerfallende Exponentialfunktion.]
2. Verhalten sich Temperatur und Druck in der Atmosphäre der Venus (Graph 3)
zwischen 30 km und 60 km Höhe ähnlich wie bei der Erdatmosphäre? Bestimmen
Sie den Druck als Funktion der Höhe in nicht-logarithmischer Darstellung. [Die
Tempereatur nimmt linear mit der Höhe ab, wie bei der Erde. Das Druckdiagramm ist logarithmisch. Falls der Druck bei der Erde eine Exponentialfunktion
ist, würde das im logarithmischen Massstab eine Gerade geben. Bei der Venus
haben wir nur annähernd eine Gerade.]
3. Bestimmen Sie ein Temperaturprofil auf einer geraden Verbindungslinie von
Somalia nach Perth (in Australien; Graph 5).
4. Bestimmen Sie den Druckgradienten in der Vertikalen für die Standardatmosphäre
(Graph 2) bei 0, 2500, 5000, 7500, 10000 m… Stellen Sie den Gradienten als
Funktion der Höhe dar. Was für eine Funktion ergibt sich? [–16 Pa/m, –11 Pa/m,
–7.7 Pa/m, –5.4 Pa/m…]
5. Wie gross ist der Temperaturgradient in der Standardatmosphäre bis 10 km Höhe?
[–0.0065 K/m]
6. Schätzen Sie den Konzentrationsgradienten für Ozon in der Stratosphäre (Graph
10) bei Punkt 3 entlang der eingezeichneten Linie ab. [–140 DU / 1800 km]
7. Die Dichte der Luft beträgt bei uns etwa 1.2 kg/m^3. Wie gross ist die Masse von
1.0 Liter Luft? [1.2 g]
8. Im Innern der Sonne ist die Dichte des Gases (die Sonne ist ein Gasball) etwa 100
mal so gross wie die Dichte von Wasser bei uns. Wie gross ist die Masse von 1.0
m^3 Sonnengas im Zentrum der Sonne? [10^5 kg]
9. Die Molmasse von Wasser beträgt 0.018 kg/mol. Wieviele mol Wasser hat es in
einem Liter? Wie gross ist die Stoffmengendichte? [55.5 mol, 55.5 kmol/m^3]
10. Wie gross ist die Molmasse von einem Gemisch aus 1 kg Salz und 1 kg Zucker?
(Molmasse von Zucker: 342 g/mol, Molmasse von Salz: 58.5 g/mol). [0.10
kg/mol]
11. Bestimmen Sie die Molmasse von Luft. [0.029 kg/mol]
12. Nehmen Sie die Massenanteile von O2 (0.23) und N2 (0.755) in der Luft, und
berechnen Sie die zugehörigen Stoffmengenanteile. [N2: 0.78, O2: 0.21]