Lösungen

1. zu Gasgesetze

 

zur 1. Aufgabe:

Tip:

Da keine Rede von der Temperatur ist, kann man davon ausgehen, daß sie konstant ist. Somit ändern sich nur der Druck und das Volumen. Man kann also das Gesetz von Boyle-Mariotte anwenden. Es wird Formel (10) benötigt. zurück zur Aufgabe  Antwort

 

zur 2. Aufgabe:

Tip:

Es ändern sich drei Zustandsgrößen, nämlich Druck, Volumen und Temperatur. Man muß also das ideale Gasgesetz anwenden. Es wird Formel (13) benötigt. Da außerhalb des Kühlschranks Standardbedingungen herrschen, ist der neue Druck 1,013 bar und die Temperatur 25°C (=298 K). Somit sind zwei der drei neuen Größen bekannt und man kann das veränderte Volumen berechnen. zurück zur Aufgabe  Antwort

 

zur 3. Aufgabe:

Tip:

Bei dieser Aufgabe ändert sich die Temperatur und das Volumen. Der Druck bleibt gleich. Deswegen kann man das Gesetz von Gay-Lussac anwenden. Es wird Formel (7) benötigt. zurück zur Aufgabe  Antwort

2. zu Reaktionstreibende Kräfte

 

zur 1. Aufgabe:

Tip:

Die Frage ist, ob es eine endotherme oder eine exotherme Reaktion ist (siehe Enthalpie) und bei welcher die Wärmemenge verbraucht bzw. abgegeben wird. zurück zur Aufgabe  Antwort

 

zur 2. Aufgabe:

Tip:

Der Grad höchster Ordnung ist bei dem Entropiewert von Null (siehe Entropie). zurück zur Aufgabe  Antwort

 

zur 3. Aufgabe:

Tip:

Läuft eine Reaktion bei positiver oder negativer freier Enthalpie freiwillig ab (siehe freie Enthalpie)? Ist sie dann endergonisch oder exergonisch? Um eine Reaktion zu erzwingen, muß man sie mit einer zweiten koppeln. Muß die gesamte freie Enthalpie dann postitiv oder negativ sein? zurück zur Aufgabe  Antwort

3. zu Hauptsätze

 

zur 1. Aufgabe:

Tip:

Hier benötigt man den 1. Hauptsatz. Da es sich um ein isoliertes System handelt, ist die Änderung der inneren Energie DU = 0. zurück zur Aufgabe  Antwort

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1. zu Gasgesetze

 

zur 1. Aufgabe:

Antwort:

Zunächst muß man das Volumen des Ballons errechnen. Für die Formel des Volumens braucht man den Radius r, weswegen man noch den Druchmesser d durch zwei teilen muß. Man erhält einen Radius von 2,5 cm. Diesen kann man nun in die Volumenformel einsetzen und das Volumen berechnen: Nun kann man das neue Volumen mit der Formel von Boyle-Mariotte berechnen. Man verwendet Formel (10): Daraus folgt für das neue Volumen des Ballons: Den Durchmesser kann man wieder über die Formel für das Volumen berechnen, indem man zuerst einmal den Radius berechnet : Der Durchmesser beträgt das Doppelte = 15,4 cm zurück zur Aufgabe

 

zur 2. Aufgabe:

Antwort:

Man braucht die Formel für ideale Gase, und zwar Formel (13), da sich alle drei Größen (Volumen, Druck und Temperatur) ändern. Außerhalb des Kühlschranks herrschen Standardbedingungen, das heißt die Temperatur liegt bei 298 K (=25°C) und der Druck beträgt 1013 mbar. Die Temperatur um Kühlschrank beträgt 5°C, das entspricht 278 K. Diese Werte kann man nun einsetzen: Das Volumen des Kohlendioxids beträgt außerhalb des Kühlschranks 16,26 cm3. zurück zur Aufgabe

 

zur 3. Aufgabe:

Antwort:

Man braucht hier das Gesetz von Gay-Lussac, da sich die Temperatur und das Volumen ändern und der Druck gleichbleibt. Man baucht Formel (7). Die Temperaturen müssen noch in Kelvin umgerechntet werden: 15°C = 288 K, 25°C = 298 K, 30°C = 303 K. Nun kann man alle Werte einsetzen und die beiden Volumenänderungen berechnen: Bei 25°C wächst das Volumen um 0,1 cm3 und bei 30°C um 0,3 cm3. zurück zur Aufgabe

2. zu Reaktionstreibende Kräfte

 

zur 1. Aufgabe:

Antwort:

Die Reaktion hat ein negatives Vorzeichen, das bedeutet, es wird Enthalpie abgegeben. Es ist also eine exotherme Reaktion. Bei einer solchen Reaktion wird Wärmemenge abgegeben. zurück zur Aufgabe

 

zur 2. Aufgabe:

Antwort:

Die Entropieänderung dieser Rekation ist negativ. Bei einer negativen Entropieänderung verliert das System an Unordnung, das bedeutet, der Grad der Ordnung steigt in diesem Beispiel an. zurück zur Aufgabe

 

zur 3. Aufgabe:

Antwort:

Um spontan ablaufen zu können, muß die Reaktion eine negative Änderung der freien Enthalpie haben. Sie läuft also nicht freiwillig ab. Man nennt diese Reaktionen endergonisch Um sie zu erzwingen muß man sie mit einer zweiten Reaktion koppeln. Dabei muß die gesamte freie Energie wachsen, d.h. insg. positiv sein (=exergonisch). zurück zur Aufgabe

3. zu Hauptsätze

 

zur 1. Aufgabe:

Antwort:

Hier braucht man den 1. Hauptsatz. Da es sich um ein isoliertes System handelt, ist die Änderung der inneren Energie DU = 0. Setzt man den Wert für die Arbeit ein, so erhält man folgendes: Daraus folgt für DQ ein Wert von - 253 kJ/mol. zurück zur Aufgabe

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