Zustandsgleichungen in der Thermodynamik: Online-Quiz für Maschinenbaustudenten

Question 1

Welche Aussage über die ideale Gasgleichung beschreibt korrekt, wovon sie abhängt?

Accepted Answer

Vom Druck, Volumen und der Temperatur

Answer

Nur von der Temperatur

Answer

Von der molaren Masse und dem Volumen

Answer

Vom Druck und der Temperatur

Question 2

Was ist der primäre Unterschied zwischen der idealen Gasgleichung und der van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

Die van-der-Waals-Gleichung berücksichtigt die intermolekularen Kräfte zwischen den Molekülen.

Answer

Die ideale Gasgleichung gilt für alle Gase, während die van-der-Waals-Gleichung nur für ideale Gase gilt.

Answer

Die van-der-Waals-Gleichung ist eine vereinfachte Version der idealen Gasgleichung.

Answer

Die ideale Gasgleichung berücksichtigt das Volumen der Moleküle, während die van-der-Waals-Gleichung dies nicht tut.

Question 3

Welche Größe ist kein Teil der virialen Entwicklung der Zustandsgleichung?

Accepted Answer

Dichte

Answer

Druck

Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Question 4

Welchen Zweck hat der Kompressibilitätsfaktor?

Accepted Answer

Die Abweichung eines Gases vom idealen Verhalten zu quantifizieren.

Answer

Die Dichte eines Gases zu berechnen.

Answer

Die spezifische Wärmekapazität eines Gases zu bestimmen.

Answer

Die Enthalpie eines Gases zu berechnen.

Question 5

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die ideale Gasgleichung korrekt?

Accepted Answer

pV = nRT

Answer

PV = nRt

Answer

nP x V = RT

Answer

nVxP = RT

Question 6

Welche der folgenden Größen ist keine Zustandsvariable?

Accepted Answer

Arbeit

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Question 7

Was ist das Ziel einer Virialentwicklung?

Accepted Answer

Die reale Gasgleichung in Form einer Potenzreihe darstellen

Answer

Die experimentellen Daten von Gasen an die ideale Gasgleichung anpassen

Answer

Die Zustandsgleichungen verschiedener Gase miteinander vergleichen

Answer

Die kritischen Punkte von Gasen bestimmen

Question 8

Wie verändert sich das Volumen eines idealen Gases bei konstanter Temperatur, wenn der Druck erhöht wird?

Accepted Answer

Verringert sich

Answer

Erhöht sich

Answer

Bleibt konstant

Answer

Unbestimmt

Question 9

Welche Aussage beschreibt korrekt die Beziehung zwischen dem Kompressibilitätsfaktor und dem Realgasverhalten?

Accepted Answer

Z > 1: Das Gas verhält sich real

Answer

Z < 1: Das Gas verhält sich ideal

Answer

Z < 1: Das Gas verhält sich real

Answer

Z > 1: Das Gas verhält sich ideal

Question 10

Welche der folgenden Anwendungen ist NICHT mit Zustandsgleichungen verbunden?

Accepted Answer

Vorhersage des Gefrierpunkts von Flüssigkeiten

Answer

Entwurf von Gasturbinen

Answer

Berechnung der Kompressibilität von Materialien

Answer

Entwicklung von Kühlsystemen

Question 11

Welcher der folgenden Stoffe hat den höchsten Kompressibilitätsfaktor bei Raumtemperatur?

Accepted Answer

Kohlendioxid

Answer

Helium

Answer

Stickstoff

Answer

Wasser

Question 12

Wie lautet die van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

p = (nRT) / (V - nb) - a(n / V)²

Answer

p = (nRT) / V

Answer

p = nRTV / (V - nb)

Answer

p = (nRT) / (V + nb) - a(n / V)²

Question 13

Welcher Stoff entspricht seinem Verhalten am ehesten der van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

CO₂ (bei hohen Drücken)

Answer

Luft

Answer

Wasser

Answer

Helium

Question 14

Was beschreibt die Virialentwicklung?

Accepted Answer

Eine Reihe von Gleichungen, die die Zustandsgleichung eines Gases als Potenzreihe der Dichte darstellen

Answer

Die Abhängigkeit von Druck und Temperatur eines Gases

Answer

Die kinetische Energie der Moleküle eines Gases

Answer

Die spezifische Wärmekapazität eines Gases

Question 15

Welche Aussage zur Virialentwicklung ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Die Virialentwicklung ist eine exakte Darstellung der Zustandsgleichung eines Gases.

Answer

Die Koeffizienten der Virialentwicklung sind temperaturabhängig.

Answer

Die Virialentwicklung kann genutzt werden, um thermodynamische Eigenschaften von Gasen vorherzusagen.

Answer

Je höher die Ordnung der Virialentwicklung, desto genauer ist die Darstellung.

Question 16

Was ist der kritische Punkt eines Gases?

Accepted Answer

Der Punkt, an dem Flüssigkeit und Gas nicht mehr unterscheidbar sind

Answer

Der Punkt, an dem die Virialentwicklung nicht mehr gültig ist

Answer

Der Punkt, an dem die spezifische Wärmekapazität maximal ist

Answer

Der Punkt, an dem die Dichte des Gases am geringsten ist

Question 17

Wie hängt die van-der-Waals-Schleife mit dem kritischen Punkt zusammen?

Accepted Answer

Sie ist die Isotherme, die den kritischen Punkt enthält.

Answer

Sie ist die Isochore, die den kritischen Punkt enthält.

Answer

Sie ist die Adiabate, die den kritischen Punkt enthält.

Answer

Sie ist die Isobare, die den kritischen Punkt enthält.

Question 18

Welche Aussage über Zustandsgleichungen ist falsch?

Accepted Answer

Sie sind für alle Gase exakt.

Answer

Sie können zur Vorhersage thermodynamischer Eigenschaften von Gasen genutzt werden.

Answer

Sie beschreiben den Zusammenhang zwischen den Zustandsgrößen eines Gases.

Answer

Sie können genutzt werden, um das Phasenverhalten von Gasen zu untersuchen.

Question 19

In welcher Einheit wird Druck gemessen?

Accepted Answer

Pascal

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Mol

Question 20

Welche Zustandsgleichung wird typischerweise zur Beschreibung des Verhaltens nicht-idealer Gase verwendet?

Accepted Answer

Van-der-Waals-Gleichung

Answer

Ideale Gasgleichung

Answer

Viriale Entwicklung

Question 21

Welche der folgenden Annahmen ist der van-der-Waals-Gleichung zugrunde gelegt?

Accepted Answer

Gasmoleküle besitzen ein endliches Eigenvolumen und ziehen sich gegenseitig an.

Answer

Gasmoleküle besitzen kein Eigenvolumen und stoßen sich gegenseitig ab.

Answer

Das Gasverhalten wird vollständig durch die Maxwell-Boltzmann-Verteilung beschrieben.

Question 22

Welcher der folgenden Terme beschreibt virialen Koeffizienten?

Accepted Answer

Konstanten, die Abweichungen des realen Gasverhaltens vom idealen Verhalten quantifizieren.

Answer

Korrekturfaktoren, die in die ideale Gasgleichung eingefügt werden.

Answer

Parameter, die die molekulare Struktur von Gasen beschreiben.

Question 23

Welche der folgenden Größen wird in der Zustandsgleichung nicht beschrieben?

Accepted Answer

Enthalpie

Answer

Druck

Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Question 24

Welche Aussage trifft auf reale Gase zu?

Accepted Answer

Sie weichen bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen vom idealen Verhalten ab.

Answer

Sie zeigen ausschließlich bei niedrigen Drücken Abweichungen vom idealen Verhalten.

Answer

Ihr Verhalten entspricht immer dem eines idealen Gases.

Question 25

Was beschreibt der Kompressibilitätsfaktor?

Accepted Answer

Das Verhältnis des tatsächlichen Gasvolumens zum Volumen des idealen Gases unter denselben Bedingungen.

Answer

Die Anzahl der Moleküle pro Volumeneinheit.

Answer

Den Druck, bei dem ein Gas kondensiert.

Question 26

Welche Aussage beschreibt die Boylesche Gleichung?

Accepted Answer

Für ein ideales Gas ist das Produkt aus Druck und Volumen konstant.

Answer

Für ein reales Gas ist das Produkt aus Druck und Volumen konstant.

Answer

Für ein bestimmtes Gas ist das Verhältnis von Druck und Temperatur konstant.

Question 27

Welche Aussage beschreibt einen isothermen Kompressionsprozess?

Accepted Answer

Die Temperatur des Gases bleibt während des Kompressionsprozesses konstant.

Answer

Die Temperatur des Gases sinkt während des Kompressionsprozesses.

Answer

Die Temperatur des Gases steigt während des Kompressionsprozesses.

Question 28

Welche der folgenden Aussagen zu Zustandsgleichungen ist **falsch**?

Accepted Answer

Die ideale Gasgleichung ist für reale Gase unter allen Bedingungen gültig.

Answer

Zustandsgleichungen beschreiben die Beziehung zwischen Druck, Volumen und Temperatur eines Gases.

Answer

Die Van-der-Waals-Gleichung berücksichtigt Abweichungen vom idealen Gasverhalten.

Question 29

Welche der folgenden Aussagen über die ideale Gasgleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist eine gute Annäherung für Gase bei niedrigen Drücken und hohen Temperaturen.

Answer

Sie gilt ausschließlich für einatomige Gase.

Answer

Sie berücksichtigt die Anziehungskräfte zwischen Gasmolekülen.

Question 30

Welche Größe wird durch den Parameter "a" in der van-der-Waals-Gleichung berücksichtigt?

Accepted Answer

Anziehungskräfte zwischen Gasmolekülen

Answer

Volumen der Gasmoleküle

Answer

Temperatur des Gases

Question 31

Welches Diagramm zeigt die isotherme Kompressibilität eines Gases?

Accepted Answer

Ein Diagramm, das den Druck in Abhängigkeit vom spezifischen Volumen bei konstanter Temperatur darstellt.

Answer

Ein Diagramm, das die Temperatur in Abhängigkeit vom spezifischen Volumen bei konstantem Druck darstellt.

Question 32

Welche der folgenden Aussagen zur van-der-Waals-Gleichung ist falsch?

Accepted Answer

Sie kann das Phasenverhalten von Gasen vollständig vorhersagen.

Answer

Sie berücksichtigt die Wechselwirkungen zwischen Gasmolekülen.

Answer

Sie ist eine kubische Gleichung.

Question 33

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen dem virialen Koeffizienten B(T) und dem Kompressibilitätsfaktor Z?

Accepted Answer

B(T) ist ein dimensionsloser Parameter, der die Abweichungen des realen Gases vom idealen Verhalten beschreibt, während Z eine dimensionsbehaftete Größe ist, die das Verhältnis des realen Volumens zum idealen Volumen angibt.

Answer

B(T) wird bei niedrigen Drücken verwendet, während Z bei hohen Drücken verwendet wird.

Answer

B(T) ist die Ableitung von Z nach dem Volumen, während Z die Ableitung von B(T) nach der Temperatur ist.

Question 34

Welche Annahmen sind der van-der-Waals-Gleichung zugrunde gelegt?

Accepted Answer

Gasmoleküle haben ein Eigenvolumen und ziehen sich gegenseitig an.

Answer

Gasmoleküle haben kein Eigenvolumen, ziehen sich aber gegenseitig an.

Answer

Gasmoleküle haben ein Eigenvolumen, stoßen sich aber gegenseitig ab.

Question 35

Welches Diagramm eignet sich am besten zur grafischen Darstellung von Zustandsgleichungen für ein reales Gas?

Accepted Answer

p-V-Isothermen

Answer

h-x-Diagramme

Answer

T-s-Diagramme

Question 36

Was kennzeichnet den kritischen Punkt?

Accepted Answer

Er ist der Punkt, an dem die Flüssigkeit und der Dampf die gleichen Dichten und andere thermodynamische Eigenschaften aufweisen.

Answer

Er ist der Punkt, an dem das Gas vollständig verdunstet ist.

Answer

Er ist der Punkt, an dem das Gas vollständig kondensiert ist.

Question 37

Welche Aussage über Zustandsgleichungen ist falsch?

Accepted Answer

Sie gelten nur für einphasige Systeme.

Answer

Sie können verwendet werden, um thermodynamische Eigenschaften zu berechnen.

Answer

Sie sind wichtige Werkzeuge für die Modellierung thermodynamischer Prozesse.

Answer

Sie beschreiben den thermodynamischen Zustand eines Systems.

Question 38

Welche Gleichung stellt die Zustandsgleichung für ein ideales Gas dar?

Accepted Answer

pV = nRT

Answer

pV^2 = nRT

Answer

pV^3 = nRT

Answer

pV = nRT^2

Question 39

Welche Annahmen werden bei der Ableitung der van-der-Waals-Gleichung getroffen?

Accepted Answer

Gasmoleküle haben ein Eigenvolumen und ziehen sich gegenseitig an.

Answer

Gasmoleküle haben ein Eigenvolumen, stoßen sich aber gegenseitig ab.

Answer

Gasmoleküle haben kein Eigenvolumen, ziehen sich aber gegenseitig an.

Question 40

Welche der folgenden Aussagen über die ideale Gasgleichung ist **nicht** korrekt?

Accepted Answer

Sie gilt für alle Gase unter allen Bedingungen.

Answer

Sie beschreibt die Beziehung zwischen Druck, Volumen, Temperatur und Stoffmenge eines idealen Gases.

Answer

Sie ist eine Näherung, die nur für ideale Gase gilt.

Answer

Sie vernachlässigt das Volumen der Gasmoleküle.

Question 41

Welche der folgenden Gleichungen stellt die van-der-Waals-Gleichung dar?

Accepted Answer

p = (RT)/(V - b) - (a/V^2)

Answer

pV^n = C

Answer

pV = nRT

Answer

pV = nRT + Bn^2/V^2

Question 42

Welche Aussage über die Virialentwicklung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist eine Potenzreihe, die das Verhalten von Gasen über einen weiten Bereich von Drücken und Temperaturen beschreibt.

Answer

Sie ist nur für ideale Gase gültig.

Question 43

Welcher der folgenden Faktoren beeinflusst die Wahl der zu verwendenden Zustandsgleichung am stärksten?

Accepted Answer

Druck und Temperatur des Gases

Answer

Die Masse des Gases

Answer

Nur der Druck

Answer

Nur die Temperatur

Question 44

Welche Aussage über die van-der-Waals-Gleichung trifft zu?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt die endliche Größe von Gasmolekülen und die Anziehungskräfte zwischen ihnen.

Answer

Sie ist eine lineare Gleichung.

Answer

Sie ist für alle Gase unter allen Bedingungen gültig.

Question 45

Wie wird der Zustand eines Gases bezeichnet, in dem sich seine thermodynamischen Eigenschaften denen einer Flüssigkeit annähern?

Accepted Answer

Kritischer Punkt

Answer

Siedepunkt

Answer

Sublimationspunkt

Answer

Tripelpunkt

Question 46

Formulieren Sie die ideale Gasgleichung.

Accepted Answer

pV = nRT

Answer

p/V = nRT

Answer

nRT = pV

Answer

V = nRT/p

Question 47

Welche Aussage über die van-der-Waals-Gleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie berücksichtigt sowohl die Anziehungskräfte als auch das Eigenvolumen von Gasmolekülen.

Answer

Sie ist nur für ideale Gase anwendbar.

Answer

Sie liefert immer genauere Ergebnisse als die ideale Gasgleichung.

Question 48

Die viriale Entwicklung ist eine Reihe von Gleichungen, die das Verhalten von Gasen beschreibt als:

Accepted Answer

Summe von Virialkoeffizienten, multipliziert mit den entsprechenden Potenzen des Volumens

Answer

Summe von Drucktermen, multipliziert mit den entsprechenden Potenzen der Temperatur

Answer

Quotient aus Druck und Temperatur, multipliziert mit einem Volumen項

Question 49

In welcher Einheit wird der Virialkoeffizient angegeben?

Accepted Answer

m³/(mol² K)

Answer

K/(mol m³)

Answer

mol/(m³ K)

Question 50

Für welches Gas liefert die ideale Gasgleichung die genauesten Ergebnisse?

Accepted Answer

Ideales Gas (z. B. Helium, Wasserstoff)

Answer

Dampf (z. B. Wasserdampf)

Answer

Nicht-ideales Gas (z. B. Kohlendioxid, Wasser)

Answer

Flüssigkeit (z. B. Wasser)

Question 51

Welche der folgenden Größen wird NICHT durch eine Zustandsgleichung bestimmt?

Accepted Answer

Enthalpie

Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Question 52

Die Zustandsgleichung eines realen Gases ist im Vergleich zur idealen Gasgleichung:

Accepted Answer

Komplexer

Answer

Identisch

Answer

Nicht existent

Answer

Einfacher

Question 53

Welche Aussage über den Kompressibilitätsfaktor ist korrekt?

Accepted Answer

Er ist das Verhältnis des tatsächlichen Molvolumens zum idealen Molvolumen

Answer

Er ist immer kleiner als 1.

Answer

Er ist nur für ideale Gase definiert.

Question 54

Die kritische Temperatur ist definiert als:

Accepted Answer

Temperatur, oberhalb derer ein Gas nicht mehr verflüssigt werden kann

Answer

Temperatur, unterhalb derer ein Gas fest wird

Answer

Temperatur, bei der ein Gas sein größtes Volumen hat

Question 55

Welche Zustandsgleichung wird für Gase mit starken intermolekularen Kräften verwendet?

Accepted Answer

Redlich-Kwong-Gleichung

Answer

Van-der-Waals-Gleichung

Answer

Ideale Gasgleichung

Question 56

Welche Größen werden in der idealen Gasgleichung verwendet?

Accepted Answer

Druck, Volumen, Temperatur und Stoffmenge

Answer

Enthalpie, Entropie, innere Energie und Gibbs-Energie

Answer

Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität

Question 57

Was beschreibt der kritische Punkt in einem Phasendiagramm?

Accepted Answer

Den Punkt, an dem die Flüssigkeit und die Gasphase die gleichen Eigenschaften haben

Answer

Den Punkt, an dem das Gas kondensiert

Answer

Den Punkt, an dem die Flüssigkeit siedet

Question 58

Welche Annahmen treffen die van-der-Waals-Gleichung und die virialen Entwicklung?

Accepted Answer

Molekeln haben ein Eigenvolumen und ziehen sich gegenseitig an

Answer

Das Gas ist ideal und gehorcht der idealen Gasgleichung

Answer

Molekeln sind punktförmig und haben keine Wechselwirkungen

Question 59

Was ist der Vorteil der virialen Entwicklung gegenüber der van-der-Waals-Gleichung?

Accepted Answer

Sie liefert genauere Ergebnisse bei höheren Drücken

Answer

Sie ist unabhängig von der Temperatur

Answer

Sie ist einfacher zu lösen

Question 60

Welche der folgenden Aussagen über die Kompressibilität eines Gases ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die relative Volumenänderung bei Druckänderung

Answer

Sie ist immer positiv

Answer

Sie ist unabhängig von der Temperatur

Question 61

Welche Größen sind nicht in der Zustandsgleichung eines realen Gases enthalten?

Accepted Answer

Entropie und Reaktionsenthalpie

Answer

Temperatur und Stoffmenge

Answer

Druck und Volumen

Question 62

Was beschreibt der Joule-Thomson-Effekt?

Accepted Answer

Die Temperaturänderung eines Gases bei adiabater Entspannung

Answer

Die Druckänderung eines Gases bei isothermer Expansion

Answer

Die Volumenänderung eines Gases bei isobarer Erwärmung

Question 63

Im Vergleich zur idealen Gasgleichung, berücksichtigt die van-der-Waals-Gleichung welche Faktoren?

Accepted Answer

Sowohl das Eigenvolumen der Moleküle als auch die Anziehungskräfte zwischen ihnen.

Answer

Nur das Eigenvolumen der Moleküle.

Answer

Nur die Anziehungskräfte zwischen ihnen.

Question 64

Welche Aussage über die virile Entwicklung der Zustandsgleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Es handelt sich um eine Reihenentwicklung, die die Abweichung vom idealen Gasverhalten beschreibt.

Answer

Sie gilt nur für ideale Gase.

Answer

Sie ist eine exakte Gleichung für alle Gase.