System, Umgebung und das Vorzeichen von ΔU — 30 Übungen, bis die Energiebilanz sitzt.
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.
A1
Wasser erwärmen oder Kalk brennen
AFB II
Vergleichen Sie die beiden Vorgänge „Wasser erwärmen“ und „Kalk brennen“ (jeweils aus Sicht des erhitzten Stoffs). Ordnen Sie jede Aussage dem passenden Bereich zu.
Ordnen Sie jede Karte einem der drei Bereiche zu. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, dann 1–3 für den Bereich, 0 zurück.
1 Wasser erwärmen
2 beide
3 Kalk brennen
Beim Erwärmen von Wasser ändert sich nur die thermische Energie, es entsteht kein neuer Stoff. Beim Kalkbrennen (\(\ce{CaCO3 -> CaO + CO2}\)) werden Bindungen gespalten und neu geknüpft und Kohlenstoffdioxid entsteht. Bei beiden nimmt das System Energie auf (\(\Delta U > 0\)), und die Kernenergie bleibt gleich. Typischer Fehler: Kalkbrennen nur als „Erwärmen“ zu sehen.
Trennen Sie, was nur bei einer Stoffumwandlung vorkommt, von dem, was beide Vorgänge teilen.
Gemeinsam: Energieaufnahme und unveränderte Kerne. Nur Kalk: neue Bindungen und neuer Stoff.
A2
Mix: Term für die freigesetzte Energie
AFB IIIMix
Entwickeln Sie einen Term für die Energie \(E\) in kJ, die beim vollständigen Verbrennen von \(m\) Gramm eines Brennstoffs frei wird. Je Mol Brennstoff werden \(e\) kJ frei, die molare Masse beträgt \(M\) in g/mol. Verwenden Sie nur \(e\), \(m\) und \(M\).
Geben Sie den Term ein. Enter prüft ebenfalls.
Zuerst die Stoffmenge \(n = m/M\), dann die Energie \(E = n\cdot e = e\cdot m/M\). Beispiel: \(e = 800\), \(m = 20\), \(M = 16\) ergibt \(800\cdot 20/16 = 1000\,\mathrm{kJ}\). Typischer Fehler: \(e\cdot m\cdot M\) zu schreiben, weil man „mal“ mit „je Mol“ verwechselt.
Wie viele Mol sind \(m\) Gramm bei der molaren Masse \(M\)?
\(n = m/M\); mit \(e\) multiplizieren.
A3
Die Energiebilanz aufbauen
AFB II
Stellen Sie die Bilanz für ein Reaktionsgemisch auf, das nacheinander 40 kJ Energie aus der Umgebung aufnimmt und 15 kJ an die Umgebung abgibt. Setzen Sie die Bausteine in der richtigen Reihenfolge ein; drei Bausteine werden nicht gebraucht.
Setzen Sie den Bauplan von links nach rechts zusammen. Ein Klick legt den Baustein auf den nächsten freien Platz, ein Klick im Bauplan legt ihn zurück. Enter funktioniert genauso.
Aufgenommene Energie zählt positiv, abgegebene negativ: \(\Delta U = 40\,\mathrm{kJ} - 15\,\mathrm{kJ} = +25\,\mathrm{kJ}\). Die innere Energie des Systems ist also gestiegen. Typischer Fehler: beide Beträge zu addieren (+55 kJ).
Aufgenommen und abgegeben wirken entgegengesetzt auf U.
