Der erste Hauptsatz der Thermodynamik: Energieerhaltung verstehen

Question 1

Welcher der folgenden Ausdrücke beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik am besten?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, sondern nur umgewandelt.

Answer

Energie wird bei allen Prozessen erhalten.

Answer

Wärme ist eine Form von Energie.

Answer

Entropie ist eine Zustandsfunktion.

Question 2

Welche SI-Einheit wird zur Messung von Energie verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Newton

Answer

Watt

Answer

Kelvin

Question 3

Was passiert mit der inneren Energie eines Systems, wenn ihm Wärme zugeführt wird und es keine Arbeit verrichtet?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie wird in kinetische Energie umgewandelt.

Question 4

Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine exotherme Reaktion?

Accepted Answer

Wärme wird freigesetzt.

Answer

Wärme wird absorbiert.

Answer

Die Temperatur steigt.

Answer

Die innere Energie nimmt ab.

Question 5

Welcher Prozess bezeichnet eine Volumenkonstanz?

Accepted Answer

Isochorer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 6

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt:

Accepted Answer

Die Gesamtenergie eines isolierten Systems bleibt konstant.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist gleich der Summe seiner potentiellen und kinetischen Energie.

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt im Laufe der Zeit zu.

Answer

Die Temperatur eines Systems ist proportional zur inneren Energie.

Question 7

Welcher thermodynamischer Prozess ist durch eine konstante Temperatur gekennzeichnet?

Accepted Answer

Isotherm

Answer

Adiabat

Answer

Isochor

Answer

Isobar

Question 8

Nennen Sie eine praktische Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik und erklären Sie, wie er zur Lösung eines konkreten Problems in diesem Bereich eingesetzt wird.

Accepted Answer

Berechnung des Energieverbrauchs eines Autos

Accepted Answer

Bestimmung der Effizienz eines Kühlschranks

Answer

Vorhersage von Wetterereignissen

Answer

Entwicklung neuer Energiequellen

Question 9

Welche der folgenden Größen ist keine Zustandsgröße?

Accepted Answer

Arbeit

Answer

Volumen

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Question 10

In welche Richtung fließt Wärme?

Accepted Answer

Vom wärmeren zum kälteren Körper.

Answer

Vom kälteren zum wärmeren Körper.

Answer

In Richtung des thermodynamischen Gleichgewichts.

Answer

In Richtung des geringsten Drucks.

Question 11

Wie trägt der erste Hauptsatz der Thermodynamik zur Entwicklung und zum Betrieb von Wärmekraftmaschinen bei?

Accepted Answer

Ermöglicht die Berechnung des Wärmewirkungsgrads

Answer

Beschreibt die Umwandlung von Wärme in mechanische Energie

Answer

Gilt nur für geschlossene Systeme

Answer

Spielt keine Rolle bei der Entwicklung von Wärmekraftmaschinen

Question 12

Welche Einheit wird für die Angabe der inneren Energie verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Watt

Answer

Celsius

Answer

Kelvin

Question 13

Welche Größe ist keine Energieform?

Accepted Answer

Impuls

Answer

Kinetische Energie

Answer

Potentielle Energie

Answer

Innere Energie

Question 14

Ein Gas wird unter konstantem Druck erwärmt. Welche Aussage zur verrichteten Arbeit ist richtig?

Accepted Answer

Die Arbeit ist positiv.

Answer

Die Arbeit ist negativ.

Answer

Die Arbeit ist null.

Answer

Die Arbeit hängt von der Temperatur des Gases ab.

Question 15

Welche Einheit ist die SI-Einheit der inneren Energie?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Newtonmeter (Nm)

Answer

Watt (W)

Answer

Kalorie (cal)

Question 16

Welcher der folgenden Vorgänge ist ein adiabatischer Prozess?

Accepted Answer

Eine Gasexpansion in einem abgeschlossenen Zylinder

Answer

Eine isotherme Kompression

Answer

Eine isobare Ausdehnung

Answer

Eine isentrope Kompression

Question 17

Welche Aussage zum Vorzeichen der Arbeit ist korrekt?

Accepted Answer

Das Vorzeichen der Arbeit hängt von der Richtung des Prozesses ab.

Answer

Am System geleistete Arbeit ist stets positiv.

Answer

Vom System geleistete Arbeit ist stets positiv.

Answer

Das Vorzeichen der Arbeit ist immer null.

Question 18

Welche Aussage beschreibt die Enthalpie korrekt?

Accepted Answer

Die Summe aus innerer Energie und Druckarbeit

Answer

Die Summe aus innerer Energie, Druckarbeit und Volumenarbeit

Answer

Die Differenz aus innerer Energie und Volumenarbeit

Answer

Die Differenz aus innerer Energie und Druckarbeit

Question 19

Welche Aussage beschreibt den Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks korrekt?

Accepted Answer

Das Verhältnis der abgegebenen Arbeit zur aufgenommenen Wärme

Answer

Das Verhältnis der aufgenommenen Wärme zur abgegebenen Arbeit

Answer

Die Differenz zwischen der aufgenommenen und der abgegebenen Wärme

Answer

Die Summe aus der aufgenommenen und der abgegebenen Wärme

Question 20

Welcher der folgenden Prozesse ist ein adiabatischer Prozess?

Accepted Answer

Ein Prozess, bei dem kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet

Answer

Ein Prozess, bei dem die Temperatur des Systems konstant bleibt

Answer

Ein Prozess, bei dem die Entropie des Systems konstant bleibt

Answer

Ein Prozess, bei dem keine Arbeit von oder auf das System geleistet wird

Question 21

Ein Joule-Thomson-Prozess ist:

Accepted Answer

Eine adiabatische Expansion

Answer

Eine isotherme Expansion

Answer

Eine isobare Expansion

Answer

Eine isochore Expansion

Question 22

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der Wärme verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Pascal

Answer

Watt

Question 23

Welcher der folgenden Prozesse ist isobar?

Accepted Answer

Der Druck bleibt konstant.

Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die Entropie bleibt konstant.

Question 24

Die innere Energie eines idealen Gases ist:

Accepted Answer

Proportional zur absoluten Temperatur.

Answer

Proportional zum Volumen.

Answer

Proportional zum Druck.

Answer

Unabhängig von Druck, Volumen und Temperatur.

Question 25

Welche der folgenden Größen hat die Einheit Joule?

Accepted Answer

Arbeit

Answer

Wärme

Answer

Entropie

Answer

Temperatur

Question 26

Ein Heizkörper gibt Wärme an seine Umgebung ab. Was geschieht mit der Temperatur der Umgebung?

Accepted Answer

Die Temperatur nimmt zu.

Answer

Die Temperatur nimmt ab.

Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur kann nicht bestimmt werden.

Question 27

Ein Körper wird adiabat komprimiert. Wie verhält sich seine Temperatur?

Accepted Answer

Sie steigt.

Answer

Sie sinkt.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Diese Information kann aus der gegebenen Frage nicht abgeleitet werden.

Question 28

Welche Energiearten können zwischen einem geschlossenen System und seiner Umgebung ausgetauscht werden?

Accepted Answer

Sowohl Wärme als auch Arbeit.

Answer

Nur Wärme.

Answer

Nur Arbeit.

Answer

Weder Wärme noch Arbeit.

Question 29

Welcher Prozess ist isentrop?

Accepted Answer

Adiabate Expansion eines idealen Gases.

Answer

Isobare Kompression eines Van-der-Waals-Gases.

Answer

Isotherme Expansion eines realen Gases.

Answer

Isochorer Wärmeleitung.

Question 30

Ein Carnot-Kühlschrank entzieht einem Reservoir bei Temperatur T_C die Wärmemenge Q und gibt sie an ein Reservoir bei Temperatur T_H ab. Welche Aussage zur aufzuwendenden Arbeit W ist richtig?

Accepted Answer

W ist kleiner als Q.

Answer

W ist größer als Q.

Answer

W ist gleich Q.

Answer

W ist unabhängig von T_C und T_H.

Question 31

Welcher der folgenden Vorgänge ist ein Beispiel für eine **adiabatische Zustandsänderung**?

Accepted Answer

Ein Gas wird in einem isolierten Zylinder komprimiert.

Answer

Eine Flüssigkeit wird in einem offenen Gefäß erwärmt.

Answer

Ein Feststoff wird unter konstantem Druck geschmolzen.

Answer

Ein Gas wird in einem Kolben isobar erwärmt.

Question 32

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt den **ersten Hauptsatz der Thermodynamik**?

Accepted Answer

dQ = dU + dW

Answer

Q = U + W

Answer

U = Q - W

Answer

W = U - Q

Question 33

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der **Wärme** verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Newton

Answer

Watt

Question 34

Welcher der folgenden Faktoren **beeinflusst** die innere Energie eines Systems **nicht**?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Anzahl der Teilchen

Question 35

Welche der folgenden Zustandsfunktionen ist nicht eine thermodynamische Potenzialfunktion?

Accepted Answer

Innere Energie und Druck als Variablen

Answer

Innere Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Gibbs-Energie

Question 36

Welches physikalische Gesetz besagt, dass die Summe aus innerer Energie und geleisteter Arbeit gleich der zugeführten Wärme ist?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Thermodynamische Zustandsgleichung

Answer

Energieerhaltungssatz

Question 37

Welche SI-Einheit wird zur Messung von Wärme verwendet?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Newton (N)

Answer

Kelvin (K)

Question 38

Welche Aussage trifft für einen isothermen Prozess zu?

Accepted Answer

Die Temperatur bleibt konstant.

Answer

Die innere Energie nimmt ab.

Answer

Es wird Arbeit geleistet.

Answer

Wärme wird abgeführt.

Question 39

Welche Aussage trifft für einen adiabatischen Prozess zu?

Accepted Answer

Es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Answer

Die Temperatur nimmt zu.

Answer

Die innere Energie nimmt ab.

Question 40

Welche Aussage trifft für einen isochoren Prozess zu?

Accepted Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Die Temperatur nimmt ab.

Answer

Es wird keine Arbeit geleistet.

Question 41

Welche Aussage trifft für einen reversiblen Prozess zu?

Accepted Answer

Er kann in beide Richtungen ohne Energieverlust ablaufen.

Answer

Er ist immer mit einer Zunahme der Entropie verbunden.

Answer

Er ist immer mit einer Abnahme der inneren Energie verbunden.

Question 42

Welche Aussage trifft für einen irreversiblen Prozess zu?

Accepted Answer

Er ist mit einer Zunahme der Entropie verbunden.

Answer

Er ist immer mit einer Abnahme der inneren Energie verbunden.

Answer

Er kann in beide Richtungen ohne Energieverlust ablaufen.

Answer

Er ist immer mit einer Zufuhr von Wärme verbunden.

Question 43

Welche Eigenschaft kennzeichnet einen adiabatischen Prozess?

Accepted Answer

Keine Wärmeübertragung

Answer

Keine Volumenänderung

Answer

Isothermer Verlauf

Answer

Konstanter Druck

Question 44

Welche Gleichung beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

dU = δQ - δW

Answer

dQ = δU - δW

Answer

δW = dU + δQ

Answer

U = δQ + δW

Question 45

Welche Aussage zum isochoren Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Das Volumen bleibt konstant.

Answer

Das Volumen nimmt ab.

Answer

Der Druck bleibt konstant.

Answer

Das Volumen nimmt zu.

Question 46

Welche der folgenden Aussagen über den ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist falsch?

Accepted Answer

Energie kann erzeugt oder vernichtet werden.

Answer

Energie kann umgewandelt werden.

Answer

Energie kann übertragen werden.

Question 47

Welche Größe bleibt bei einem isothermen Prozess konstant?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Innere Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Question 48

In welchem thermodynamischen Prozess findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt?

Accepted Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 49

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den ersten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Änderung der inneren Energie eines Systems ist gleich der Summe aus zugeführter Wärme und geleisteter Arbeit.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt immer ab.

Question 50

Welcher thermodynamische Prozess ist durch konstanten Druck gekennzeichnet?

Accepted Answer

Isobarer Prozess

Answer

Isochorer Prozess

Answer

Adiabatischer Prozess

Answer

Isothermer Prozess

Question 51

Wie verändert sich die Temperatur eines Gases, das adiabatisch komprimiert wird?

Accepted Answer

Sie steigt an.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie sinkt.

Question 52

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der inneren Energie verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Pascal

Answer

Kelvin

Question 53

Wie verhält sich der Druck eines Gases, das isochor erhitzt wird?

Accepted Answer

Er steigt an.

Answer

Er bleibt konstant.

Answer

Er sinkt.

Question 54

Welche der folgenden Größen ist keine extensive Größe?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Innere Energie

Answer

Volumen

Question 55

Ein System nimmt 300 J Wärme auf und leistet keine Arbeit. Wie groß ist die Änderung der inneren Energie des Systems?

Accepted Answer

300 J

Answer

0 J

Answer

150 J