Aufgaben zur Thermodynamik

Hallo, wir haben letzt Woche in Physik mehrere längerfristige Aufgaben aufbekommen. Diese sind im Themenkomplex der Thermodynamik einzuordnen. Da dies Wiederholungen von vergangenen Klassenstufen sind, habe ich natürlich schon in meine alten Hefter geschaut nur nichts gefunden.


Das sind die Aufgaben:

1. Im Winter ist folgender Satz oft zu hören: „Schließt Türen und Fenster, damit die Kälte nicht hereinkommt." Was ist aus physikalischer Sicht mit der umgangssprachlichen Kälte gemeint? Formuliere die Aussage physikalisch richtig.

2. Der Siedepunkt von Ether liegt bei 35 °C. Ether verdunstet also schon heftig bei Zimmertemperatur. Dies soll im folgenden Experiment verdeutlicht werden: Ein schmales Reagensglas ist mit wenigen Millilitern Ether gefüllt und wird in ein etwas weiteres Reagensglas mit wenig Wasser gesteckt. Mit einem dünnen Schlauch wird Luft durch den Ether geblasen. Was erwartest du? Formuliere eine Prognose. Begründe.

Das physikalische Phänomen ist im täglichen Leben oft zu beobachten. Beschreibe und erkläre.

3. In einem Labor wird Sauerstoff bei einer konstanten Temperatur von 20,0 °C in eine 30-Liter-Flasche gedrückt. Während des Füllens wächst der Druck von 100 kPa auf 25 MPa. Die Stahlflasche ist bis zu einem Maximaldruckpmax = 30 MPa zugelassen. Berechne die maximal zulässige Temperatur, bei der die gefüllte Flasche gelagert werden darf.

4. Beim Tauchen in 20 m Tiefe bilden sich kugelförmige Blasen, deren Durchmesser zwischen 2,0 cm und 3,0 cm betragen und aufsteigen. Berechne, in welchem Intervall die Durchmesser der Blasen kurz vor Erreichen der Oberfläche liegen. Es ist bekannt, dass sich der Druck im Wasser pro 10 m Tiefe um 105 Pa ändert. Temperaturunterschiede können vernachlässigt werden.

5. Der Salto Angel in Venezuela gehört zu den höchsten Wasserfällen der Welt. Das Wasser stürzt von einem Tafelberg 979 m in die Tiefe. Es soll angenommen werden, dass sich die gesamte potenzielle Energie in thermische Energie umwandelt. Berechne den Temperaturanstieg Delta T des Wassers, der durch den Fall hervorgerufen wird. Wie lange befindet sich das Wasser im freien Fall, wenn die Luftreibung vernachlässigt wird?

6. Mit einer Pipette lässt man Wassertropfen auf eine heiße und auf eine kalte Metallplatte fallen. Beschreibe, was mit dem Wasser auf der heißen und auf der kalten Platte geschieht. Warum verdampft das Wasser auf der heißen Platte nicht sofort?

Ich bräuchte bei allen Aufgaben Hilfe. Nur bei der 1. Habe ich herausgefunden das Kälte einfach die Abwesenheit von Wärmeenergie / Energie beschreibt. Und der Satz lauten müsste: Schließe die Fenster damit die thermische Energie nicht nach draußen kommt.