PCI Thermodynamik G. Jeschke FS 2012
Ubung 5 ¨
Ausgabe: Freitag, 16.3.2012 R¨uckgabe: Freitag, 23.3.2012
Besprechung: Mo/Di/Fr, 26./27.3.2012, 23.3.2012 in den ¨Ubungsgruppen Verantwortlich: Konstantina Vasilatou
1. Ein typischer Doughnut enth¨alt 2.0 g Proteine, 17.0 g Kohlenhydrate und 7.0 g Fett.
Die durchschnittlichen Energiewerte dieser Inhaltsstoffe sind 4.0 kcal/g f¨ur Proteine und Kohlenhydrate und 9.0 kcal/g f¨ur Fett.
Hinweis: Verwenden Sie SI-Einheiten.
a) Bei anstrengender, sportlicher T¨atigkeit verbraucht eine durchschnittliche Person etwa 510 kcal pro Stunde. Wie lange m¨ussten Sie Sport treiben, um die Energie eines Doughnuts zu verbrauchen?
b) Wie schnell k¨onnte sich ein Sportler von 60 kg nach Verzehr eines Doughnuts bewegen, falls sich die Energie des Doughnuts zu 100% in kinetische Energie um- gewandeln liesse?
(2 Punkte)
2. a) Wie ¨andert sich die innere Energie von 2500 mol Luft, wenn diese Menge bei kon- stantem Druck von 23.9◦C auf 11.6◦C abgek¨uhlt wird? Behandeln Sie die Luft als ideales Gas mit γ = 1.400.
Hinweis 1: γ wird als Poisson-Koeffizient bezeichnet und ist gleich Cp/Cv.
Hinweis 2: Cp undCV bleiben in diesem engen Temperaturbereich n¨aherungsweise konstant.
b) Wie ¨andert sich die innere Energie eines idealen Gases bei einem isothermen Vor- gang?
c) Welche Beziehung gilt generell zwischen CV und Cp f¨ur reale Gase?
(6 Punkte)
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3. ImpV-Diagramm von Abb.1 ist eine Folge von thermodynamischen Prozessen gegeben.
Im Prozess ab und bd werden dem System 150 J respektive 600 J W¨arme zugegeben.
Finden Sie
a) die ¨Anderung der inneren Energie beim Prozess ab, b) die ¨Anderung der inneren Energie beim Prozess abd und
c) die gesamte W¨arme, welche dem System beim Prozess acd zugef¨uhrt wird.
F¨ullen Sie Tabelle 1 aus soweit m¨oglich.
Tabelle 1: Zusammenfassung der Resultate.
Prozess q w ∆u Prozess q w ∆u
ab ac
bd cd
abd acd
(6 Punkte)
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
V / 10-3 m3 0
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
p / 104 Pa
b d
a c
Abbildung 1: Darstellung von den verschiedenen thermodynamischen Prozessen in einempV- Diagramm.
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