PT3_WW_Uebungen

A 1.1 a
Wie groß ist das Molvolumen von Helium, flüssigem Wasser, Kupfer, Stickstoff und
Sauerstoff bei 1 bar und 25°C ? (-> Tabelle p)
A 1.1 b
Wie groß ist der Auftrieb eines Helium (Wasserstoff) gefüllten (kugelförmigen)
Gasballons mit 10m Durchmesser bei Normalbedingungen?
(Luft ~ 20% Sauerstoff + 80% Stickstoff)
A 1.1 c
Welchem Druck in bar (atm) entspricht eine Quecksilbersäule von 760 mm?
A 1.1 d
Wie viel m Wassersäule entspricht der Normluftdruck von 1 atm?
A 1.2
a) Wie groß ist der Druck in einem Gefäß von 3,00 l Inhalt, wenn sich 10,00 g Stickstoff
bei 50 oC darin befinden?
b) In einem Volumen von 2 l sind 16,00 g Helium. Bei welcher Temperatur beträgt der
Druck 100 bar ?
A 1.3 a
Wieviel Sauerstoff befindet sich in einer Stahlflasche von 50 l Inhalt, wenn der Druck bei
20oC 125 bar beträgt ?
A 1.3 b
Wie groß ist der Auftrieb eines (kugelförmigen) Heißluftballons mit 10m Durchmesser
bei Normalbedingungen, wenn die Luft im Inneren mit 80°C angenommen wird?
Verwenden Sie für die Berechnung den Volumenausdehnungskoeffizienten
γ = 1 / 273,15°C.
(Luft ~ 20% Sauerstoff + 80% Stickstoff)
A 1.3 c
Wie groß ist der Auftrieb eines (kugelförmigen) Heißluftballons mit 10m Durchmesser
bei Normalbedingungen, wenn die Luft im Inneren mit 80°C angenommen wird?
Verwenden Sie für die Berechnung das ideale Gasgesetz.
(Luft ~ 20% Sauerstoff + 80% Stickstoff)
A 1.4
Die Dichte von Stickstoff beträgt bei 15oC und 1 bar 1,17 kg/m3.
Wie groß ist die mittlere quadratische Geschwindigkeit der Moleküle ?
A 1.5
Man gebe die mittlere quadratische Geschwindigkeit, die mittlere Bewegungsenergie
und die Bewegungsenergie pro Mol für Helium bei 300 K an.
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-1Hoeppe
A 1.6
Man berechne die Dichte von CO bei 420 K und 85 bar mit den Virialkoeffizienten.
A 1.7
Man berechne den Druck, der bei 350 K entsteht, wenn 200 g C02 in einem Behälter
von 3 l eingeschlossen sind,
a) mit der Van der Waals Gleichung
b) mit der Gleichung von Redlich und Kwong.
A 1.8
Man berechne den Druck, der entsteht, wenn sich ein Mol Sauerstoff bei 290 K in einem
Volumen von 0,35 l befindet:
a) mit der Gleichung für ideale Gase
b) mit den Virialkoeffizienten
c) mit der Gleichung von van der Waals
d) mit der Gleichung von Redlich und Kwong.
(Messwert: 66,00 bar)
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-2Hoeppe
A 2.1
Welche Arbeit wird geleistet, wenn 1 kg Wasser bei 100 oC (in der Küche) verdampft?
( ρl (H2O) = 953,4 kg/m³ ; ρg (H2O) = 0,5977 kg/m³ )
A 2.2
Wie groß ist die Änderung der inneren Energie, wenn 1 kg Wasser verdampft?
A 2.3
Wie ändert sich die innere Energie beim Schmelzen von 1 kg Eis bei 0oC ?
(hu = 334 kJ/kg ; ρs = 917,0 kg/m³ ; ρl = 999,8 kg/m³ ; p = 1,013 bar)
A 2.4
In einem Gefäß von 2,000 l Inhalt befinden sich 4,000 g Stickstoff bei 300,0 K. Man
führt dem System 100,0 J an Wärme zu
Wie ändern sich Druck, Temperatur, innere Energie und Enthalpie?
Stickstoff soll als ideales Gas angenommen werden und die geringfügige Ausdehnung
des Gefäßes durch die Temperaturerhöhung soll vernachlässigt werden.
A 2.5
Wie groß ist cp für Mn bei T= 700K, 1400K und 2000K ?
(-> Tabelle D)
A 2.6
Wie groß ist die Molare Wärmekapazität cp von CH4 bei 900 K?
A 2.7
Welche Energie ist notwendig, um 100 kg Aluminium von 25°C bis zum Schmelzpunkt
bei 660oC zu erhitzen ?
A 2.8
Welche Energie muß man aufwenden, um 100 kg Aluminium von 25oC auf 1000oC zu
erhitzen ?
A 2.9
Wieviel Energie muß man aufbringen, um 1 kg Mangan von 25°C auf 1400oC zu erwärmen ?
(-> Tabelle D, E )
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-3Hoeppe
A 2.10
Welche Arbeit muß man aufwenden, um 1 m³ Stickstoff von p1 = 1 bar auf p2 = 100 bar
bei 27oC zu komprimieren ( ideales Gas ) ?
A 2.11
Wie erhöht sich der Druck, wenn man ein Volumen, in dem sich Stickstoff bei 27°C und
1 bar befindet, auf 1/10 komprimiert?
Dabei soll der Vorgang einmal adiabatisch und einmal isotherm verlaufen.
A 2.12
In einem Bombenkalorimeter, das mit Luft (p = 2 bar) gefüllt ist, verbrennt man 0,1 g
Graphit. Man erhält dabei eine Wärmemenge von 3,28 kJ. Die Temperatur beträgt
25°C.
Wie groß sind ∆Q, ∆W, ∆U und ∆H bei diesem Vorgang?
A 2.13
In einem Bombenkalorimeter befinden sich 0,10 mol CO und 0,10 mol O2. Beim Ablauf
der Reaktion erhält man eine Wärmemenge von 28,18 kJ bei 25°C.
Wie groß sind ∆Q, ∆W, ∆U und ∆H?
A 2.14
Welche Wärme wird frei, wenn man bei 25oC und 1 bar 1 kg ( H2O )l aus H2 und O2
herstellt?
A 2.15
Wie groß ist die Enthalpie von NaCl bei 1200 K?
A 2.16
Wie groß ist die Enthalpie von O2 bei 2000 K?
(-> Tabelle D , F)
A 2.17
Wie groß ist die Enthalpie von Mn bei 1673 K?
(-> Tabelle F)
A 2.18
Wie groß ist der untere Heizwert Hu von 1 kg Benzol bei 25oC ?
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-4Hoeppe
A 2.19
Welche Wärme entsteht, wenn bei 900 K ein Kilogramm Kohlenmonoxid zu
Kohlendioxid verbrennt? (-> Tabellen D, F)
A 2.20
Wie groß ist die Reaktionsenthalpie beim Standarddruck und bei 1000 K für die
Reaktion:
4 FeS2 + 11 O2
→
2 Fe203 + 8 SO2
A 2.21
Welche Wärme wird bei 1 bar und 500 K frei, wenn die Reaktion
N2 + 3 H2
→
2 NH3 abläuft?
A 2.22
Man schätze die Wärme ab, die bei der Neutralisation von 100 ml einer 0,1 n Säure bei
25oC entsteht. (-> ideal verdünnte Säure)
A 2.23
Wie groß ist der Wärmeumsatz bei 25oC, wenn man CO2 in eine Bariumchloridlösung
einleitet und dabei 1 kg BaCO3 ausfällt?
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-5Hoeppe
A 3.1
Wie groß ist die Entropieänderung, wenn man ein Mol Wasser bei 100oC verdampft ?
A 3.2
Wie groß ist die Entropieänderung, wenn man ein Mol eines idealen Gases isotherm
von 10 l auf 1 l komprimiert?
A 3.3
Wie groß ist die Entropieänderung, wenn man 1 kg Wasser von 20°C auf 50°C
aufwärmt?
A 3.4
Wie groß ist die Entropieänderung, wenn man 1 kg Wasser von 20°C und 1 kg Wasser
von 80°C mischt ?
A 3.5
Wie groß ist die Entropie von Fe2O3 bei 1000 K ?
A 3.6
Wie groß ist die Reaktionsentropie bei 1000 K für die Reaktion:
4 FeS2 + 11 O2
↔
2 Fe203 + 8 SO2
A 3.7
Wie groß ist die Reaktionsentropie bei 500 K für die Reaktion:
N2 + 3 H2
↔
2 NH3
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-6Hoeppe
A 4. 1
Wie groß ist die freie Enthalpie von Fe2O3 bei 1 bar und 1000 K ? (vgl. A 3.5)
A 4.2
Wie groß ist die freie Enthalpie des Stickstoffs bei 900 K und 5 bar ?
(-> Tabellen D, F)
A 4.3
Wie groß ist die freie Reaktionsenthalpie bei 1000 K für die Reaktion:
4 FeS2 + 11 O2
→
2 Fe203 + 8 SO2
(vgl. A 2.20 und A 3.6)
A 4.4
Wie groß ist die freie Reaktionsenthalpie bei 1500 K für die Reaktion
2 H2O
→
2 H2 + O2
wenn die Stoffe jeweils bei 1 bar vorliegen?
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-7Hoeppe
A 5.1
Bei -10oC beträgt der Dampfdruck des Kohlendioxids 26,47 bar, die Dichte der Flüssigkeit 980,8 kg/m3 und die Dichte des Dampfes 70,5 kg/m3. Bei -7,5oC beträgt der
Dampfdruck 28,44 bar.
Man schätze die Verdampfungswärme bei -10oC ab.
A 5.2
Bei -100oC beträgt der Sublimationsdruck von Kohlendioxid 0,139 bar, bei -60oC beträgt er 4,10 bar.
Man schätze den Sublimationsdruck bei -80oC ab.
A 5.3
Im Tripelpunkt beträgt die Dichte des flüssigen Wassers 999,8 kg/m3, die des Eises
917,0 kg/m3, die Schmelzwärme beträgt 6,01 kJ/mol.
Um wieviel erniedrigt sich die Schmelztemperatur bei einer Druckerhöhung von 1 bar ?
A 5.4
Man berechne die Gleichgewichtskonstante K (Kp , Kc) bei 700 K für die Reaktion:
H2 + J2
→
2 HJ
Welche Konzentration HJ stellt sich ein, wenn sich anfänglich nur 0,1 mol H2 und
0,1 mol J2 in einem Behälter mit einem Volumen von 1 Liter befinden?
A 5.6
Man berechne die Normalspannung E0 einer Zn⏐Zn2+-Elektrode aus den thermodynamischen Daten.
A 5.7
Man berechne die Normalspannung E0 einer Cu⏐Cu2+-Elektrode aus den thermodynamischen Daten. (vgl. A 5.6)
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