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1 Klausur zu Vorlesung und Übung P WS 2003/04 S. Universität Regensburg Naturwissenshaftlihe Fakultät IV- hemie und Pharmazie Bitte ausfüllen... Matrikel-Nummer Name Vorname... Semester Geburtstag Geburtsort Studiengang: Lehramt Gym. Lehramt Grund-, Haut-, Realshule Biologie (Dilom) Biohemie PHYSIKLISHE HEMIE I FÜR STUDIERENDE DES LEHRMTS, DER BIOLOGIE UND DER BIOHEMIE Wintersemester 2003/04 KLUSUR ZU VORLESUNG UND ÜBUNG mit Lösungen rihtige ntwort: falshe ntwort: keine ntwort: 3 Punkte Punkt 0 Punkte maximale Punktzahl: 48 Punkte minimale Punktzahl: 6 Punkte Mindestunktzahl (Rihtwert) für die Note "ausreihend": 6 Punkte nmerkungen: - Jede Frage hat nur eine korrekte (beste) ntwort. Kreuzen Sie die Ihrer nsiht nah korrekte lternative an. - Zulässige Hilfsmittel: 2 Blatt DIN 4, eigenhändig beshrieben. Tashenrehner Konstanten: llg. Gaskonstante R = 8,3 Jmol K ; Loshmidtkonstante N L = 6, mol -

2 Klausur zu Vorlesung und Übung P WS 2003/04 S. 2 ) Welhe der folgenden harakterisierung asst auf die Thermodynamik? Ist die Lehre von Thermik, Potzblitz und Donnerwetter. Ist eine rimitive Form der Kommunikation, die sih auf einfahste Hautsätze beshränkt. Ist ein Hörsaal-Shoker mit dem Titel "Holt mih hier raus". Ist eine allgemeinbildende Veranstaltung, die auf dem höhst dynamishen Umumen heißer Luft beruht. - Ist ein ooles Fah mit heißem Stoff. 2) Ein H 2 -Molekül bewegt sih in einem idealen Gas mit der mittleren quadratishen Geshwindigkeit < v 2 > = 900 m/s (v = Geshwindigkeit der dreidimensionalen Bewegung). Welhe Temeratur hat das Gas? 35 K 250 K 95 K 30 K 65 K 3) In einem materiell geshlossenen System sielt sih ein irreversibler Vorgang ab. Dabei gilt notwendigerweise ds > 0, sofern die Zustandsänderung unendlih langsam verläuft. das System adiabatish isoliert ist. bei konstanter Temeratur und konstantem Druk nur Volumenarbeit ausgetausht wird. das System bei konstanter Temeratur arbeitsmäßig isoliert ist. 4) Die sezifishe Verbrennungsenthalie von Benzin beträgt etwa - 40 kj/g. Einer durhshnittlihen 2V-utobatterie der Masse 6,3 0 Ws entnehmen. m = 0 kg kann man die Energie Welhe Gesamtbatteriemasse m ges muss eine Batterieanordnung ungefähr besitzen, damit sie dieselbe Energie liefern kann wie die Verbrennung von 5 kg Benzin? 340 kg 640 kg 940 kg 240 kg 540 kg

3 Klausur zu Vorlesung und Übung P WS 2003/04 S. 3 5) In idealer Lösung findet bei materieller Geshlossenheit die Reaktion k k2 B k statt. lle Teilreaktionen sind von. Ordnung. B ist ein reaktives Zwishenrodukt. Welher usdruk ergibt sih für d /dt bei nwendung der Quasistationaritätsnäherung? ( = Konzentration des Produktes ) d dt =- k d k k = dt k k d dt d dt =- k k 2 k = + 2 B d k k =- dt k k ) In einem Einkomonentensystem geht Substanz bei konstanter Temeratur und konstantem Druk irreversibel von der Phase II in die Phase I über. Welhe der folgenden Beziehungen ist notwendigerweise erfüllt? ( y bezeihnet die Differenz y( Phase II) y( Phase I).) D h < 0 D u < 0 s > 0 h > T s h = T s h < T s 7) 60 g Ethan werden isotherm von 3 bar auf 20 bar komrimiert. Wie groß ist die Entroieänderung S des Gases bei Gültigkeit der idealen Gasgleihung? S = -3,5 J/K S = -47,3 J/K S = -63,0 J/K S = -5,8 J/K S = -26 J/K S = -7,85 J/K

4 Klausur zu Vorlesung und Übung P WS 2003/04 S. 4 8) Das Differential einer von x und y abhängigen Größe z hat die Form y d z = dx + ( ln x + f( x, y) ) dy x In welhem der nahfolgenden Fälle ist das Differential δz vollständig? f( x, y) = x f( x, y) = y f( x, y) = xy (, ) e x + f x y = y in keinem der genannten Fälle 9) In einem Einkomonentensystem ist das hemishe Potential gegeben durh o m ( T, ) = m o( T) + RTln + b und b sind Konstanten. Es gilt dm=- sdt + vd. Die zugehörige thermishe Zustandsgleihung lautet v = RTb v = RT = RT v - b = RT v + b o 0) Gegeben sind die molaren Standardenthalien h Θ von HO 2 2, O 2 und HO: 2 h Q ( HO 2 2 ) = - 87kJmol h Q ( O2 ) = 0 h Q ( HO 2 ) = - 286kJmol Welhen Wert hat die molare Standardreaktionsenthalie der Reaktion 2HO 2 2 2HO 2 + O2? D h Q R = - 99 kj/mol D h Q R = 99 kj/mol D h Q R = - 98 kj/mol D h Q = kj/mol R

5 Klausur zu Vorlesung und Übung P WS 2003/04 S. 5 ) Bei der Temeratur 350 K und gegebenem Druk besitzt die Damfdrukkurve einer 3 - flüssigen Substanz die Steigung d /dt = 8,6 0 Pa K. Das molare Verdamfungsvolumen beträgt D v V = 0,03 m mol. Welhen Wert hat ungefähr die molare 3 - Verdamfungsenthalie D h V? - 30 kj mol - 50 kj mol - 70 kj mol - 90 kj mol 0 kj mol - 2) In einem materiell geshlossenen System sielt sih bei 300 K und konstantem Druk eine hemishe Reaktion ab. Die mit der Umgebung ausgetaushte rbeit ist reine Volumenarbeit. Zu den Zeitunkten t a und t b sind die Entroie und die Enthalie des Systems bestimmt worden. us den Messungen folgt St ( b) St ( a) = 500 J / K und H( t )- H( t ) = 200kJ. Welhe der beiden Messungen war zeitlih die erste? Die Messung zur Zeit t a war die erste. Die Messung zur Zeit t b war die erste. Man kann die Frage niht beantworten, da die Änderung von G niht gegeben ist. Man kann die Frage niht beantworten, da die molare Reaktionsenthalie niht gegeben ist. b a 3) Eine gegebene Stoffmenge O 2 geht bei konstanter Temeratur und konstantem Druk aus der flüssigen Phase in die Gashase über. Welhe ussage über die Entroie- und Enthalieänderungen trifft zu? Die Entroie nimmt zu, die Enthalie nimmt ab. Die Entroie nimmt ab, die Enthalie nimmt zu. Die Entroie und die Enthalie nehmen zu. Die Entroie und die Enthalie nehmen ab.

6 Klausur zu Vorlesung und Übung P WS 2003/04 S. 6 4) 0 g eines lkans mit der Summenformel H 2(H 2) x nehmen im gasförmigen Zustand bei 200 und 000 hpa ein Volumen von 24,6 l ein. Wie groß ist die Zahl x der Kohlenstoffatome bei Gültigkeit der idealen Gasgleihung? ) Für die zeitlihe Änderung der Konzentration eines Stoffes, der in einer reversiblen Reaktion zum Stoff B (Konzentration B ) reagiert, gilt: d 2 =- k d + k- t B Welhe Beziehung folgt daraus für das Massenwirkungsgesetz der Reaktion? KR = B 2 KR = B K K R R B 2 mit KR = k k mit KR = kk = mit KR = B 2 k k k = mit KR = k 6) Die Klemmensannung U el einer Batterie mit der elektromotorishen Kraft E = 2 V und einem konstanten Innenwiderstand R i ist in bhängigkeit von der Stromstärke I beshreibbar durh Uel = E Ri I. Der Kurzshlussstrom der Batterie beträgt I K = 00. Welhe Leistung P = Uel I kann die Batterie maximal abgeben? 200 W 900 W 600 W 300 W 0 W