Der erste Hauptsatz: Übungen – Chemie Leistungskurs

Ihr Fortschritt:

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

Austausch über die Systemgrenze

AFB I

Nennen Sie für jede Systemart, ob Stoff und Energie mit der Umgebung ausgetauscht werden können. Wählen Sie in jedem Menü einen Eintrag.

Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.

Systemart	Stoffaustausch	Energieaustausch
Offenes System
Geschlossenes System
Isoliertes System

Offene Systeme tauschen Stoff und Energie aus, geschlossene nur Energie, isolierte beides nicht (im Labor nur näherungsweise erreichbar). Typischer Fehler: bei geschlossenen Systemen keinen Energieaustausch anzunehmen.

Stoffaustausch und Energieaustausch müssen Sie getrennt beurteilen.

Geschlossen: nur Energie. Isoliert: nichts. Offen: beides.

Volumenenergie berechnen

AFB I

Berechnen Sie die fehlenden Werte. Bei 1013 hPa entspricht eine Volumenänderung von 1 L einer Energie von 101,3 J; es gilt \(W = -p\cdot\Delta V\).

Alle Felder ausfüllen, dann gemeinsam prüfen.

Dehnt sich ein Gas um 2,0 L aus, ist W = J. Wird ein Gas um 0,50 L zusammengedrückt, ist W = J. Bleibt das Volumen konstant, ist W = J. Verrichtet ein Gas W = −405,2 J, nimmt sein Volumen um L zu.

\(W = -p\cdot\Delta V\): Ausdehnung \(\Delta V = +2{,}0\,\mathrm{L}\) gibt \(-202{,}6\,\mathrm{J}\); Kompression \(\Delta V = -0{,}50\,\mathrm{L}\) gibt \(+50{,}65\,\mathrm{J}\); ohne Volumenänderung ist \(W = 0\); 405,2 J : 101,3 J/L = 4,0 L. Typischer Fehler: das Vorzeichen bei der Kompression zu übersehen.

Multiplizieren Sie ΔV mit 101,3 J je Liter und setzen Sie das Minuszeichen aus der Formel.

Ausdehnung: negativ. Kompression: positiv. Rückwärts: ΔV = −W : 101,3 J/L.

Systemarten gegenübergestellt

AFB II

Erläutern Sie den Unterschied zwischen geschlossenem und isoliertem System, indem Sie jede Aussage dem passenden Bereich zuordnen.

Ordnen Sie jede Karte einem der drei Bereiche zu. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, dann 1–3 für den Bereich, 0 zurück.

1 geschlossenes System

2 beide

3 isoliertes System

Beide Systemarten tauschen keinen Stoff aus und erfüllen \(\Delta U = Q + W\). Nur das geschlossene System darf Energie als Wärme oder Arbeit austauschen; beim isolierten gilt \(Q = W = 0\), also \(\Delta U = 0\) – das gelingt nur näherungsweise. Typischer Fehler: isolierte Systeme als Sonderfall ohne die Bilanzgleichung zu sehen.

Beide verbieten Stoffaustausch – wie steht es mit dem Energieaustausch?

Isoliert: Q = W = 0 und ΔU = 0. Geschlossen: Energie darf fließen.