Seminar Stöchiometrie Gasgesetz & Wärmekapazität

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Gasgesetze
1. Bei einer bestimmten Temperatur nimmt eine Gasmenge bei 1200 mbar ein Volumen von
52 Litern ein. Bei welchem Volumen V2 (in Liter) hat das Gas bei gleich bleibender
Temperatur einen Druck von 500mbar?
2. Bei welchem Druck p2 (in mbar) nimmt die Gasportion, die bei 1,3 bar ein Volumen von
580 ml einnimmt, ein Volumen von 20 l ein, wenn die Temperatur konstant bleibt?
3. In einem Behälter mit einem Fassungsvermögen von 250 l befindet sich Luft mit einem
Druck von 800mbar und einer Temperatur von 20°C. Wieviel Liter Luft von 20°C und
1020 mbar müssen eingeleitet werden, wenn der Druck im Behälter bei 20°C 2500 mbar
betragen soll?
4. Ein offenes Gefäß mit einem Volumen von 510ml enthält bei einem bestimmten
Außendruck Luft von 8°C. Die Temperatur steigt auf 100°C an. Wieviel Milliliter Luft
von 100°C entweichen?
5. Bei einer Temperatur von 17°C und einem Druck von 1500mbar hat eine bestimmte
Gasportion ein Volumen von 520 Litern. Welcher Druck p2 (in bar) stellt sich ein, wenn
sie auf ein Volumen von 300 Litern komprimiert und gleichzeitig auf eine Temperatur von
2°C abgekühlt wird.
6. Bei welcher Temperatur (in°C) hat Sauerstoff bei einem Druck von 880mbar die Dichte
0,85 g/l?
7. Welche Stoffmenge eines Gases nimmt bei 8°C und 750mbar ein Volumen von 580 Litern
ein?
8. Die Stoffmengenkonzentration eines Gases beträgt 0,056 mol/l. Welchen Druck (in mbar)
hat das Gas bei 20°C?
9. Wieviel Gramm Stickstoff befinden sich bei 31°C und 960 mbar in einem Volumen von
525 Litern?
10. 20 g Diethylether verdunsten bei 27°C in einem Raum mit einem Volumen von 800 l.
Welcher Partialdruck des Diethylethers stellt sich ein?
11. 225 mg Neon nehmen bei 122K ein Volumen von 3l ein. Wie groß ist der Gasdruck?
12. Eine gasförminge Verbindung besitzt bei 330K und 20kPa eine Dichte von 1,23 g/l.
Berechnen sie die molare Masse.
13. Im verdampften Zustand nehmen 0,176g einer Substanz bei einem Druck von 1,152 bar
und einer Temperatur von 373K ein Volumen von 53,75m3 ein. Berechnen Sie die molare
Masse.
Wärmekapazität
14. 5 Liter Wasser von 15°C werden bis zum Sieden erhitzt. Wie viel Wärme muss zugeführt
werden? (Cs = 4,19 kJ K-1 kg-1)
15. Die Wärmekapazität von Ethanol beträgt 2,43 kJ/K. Welche Temperaturerhöhung
resultiert, wenn 1,2 kWh Wärme zugeführt werden?
16. In einem Wasserfall fällt das Wasser aus einer Höhe von 20m. Welche
Temperaturerhöhung bekommt das Wasser, wenn seine gesamte Bewegungsenergie beim
Aufprall in innere Energie umgewandelt wird?
17. Der Golfstrom transportiert in jeder Sekunde rund 108 m3 Wasser an die Küsten Europas.
Seine Temperatur ist im Winter ungefähr 10 K höher als die Temperatur des übrigen
Meerwassers.
Wieviel zusätzliche Energie transportiert der Golfstrom je Sekunde nach Europa?
18. Ein Schwimmbad mit der Grundfläche 4x8 m und der Tiefe 2m kühlt in der Nacht um 1 K
ab und wird tagsüber wieder aufgeheizt.
Wie viele Kilowattstunden elektrischer Energie sind dazu erforderlich?
19. Der Druck von 5 dm3 Wasserstoff wird bei konstantem Volumen von 2 MPa auf 3 MPa
erhöht? Wieviel Energie wird hierfür benötigt? (Cm,V=20,478 J/Kmol)
20. 50 Liter Sauerstoff werden bei konstantem Druck 40 kJ Wärmeenergie zugeführt. Hierbei
verdoppelt sich sein Volumen. Wie groß ist der Druck? (Cm,p=29,341 J/Kmol)
21. 3 mol Argon wird bei konstantem Druck eine Wärmemenge von 229 J zugeführt. Die
Temperatur erhöht sich dabei um 2,55 K. Berechnen Sie Cm,V und Cm,p.
Lösung:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
124 l
37,7 mbar
417 l
167 ml
2,47 bar
125 °C
18,6 mol
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
1365 mbar
558g
8,4 mbar
38,0 mbar
168,7 g/mol
881.506 g/mol
1780,75 kJ
15)
16)
17)
18)
19)
20)
21)
1778K
0,047K
4,19*1012 kJ
75,65 kWh
12.315 J
226,7 kPa
cm,p = 30 J/K*mol
cm,v = 22 J/K*mol
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