Multiple-Choice Test. Alle Fragen können mit Hilfe der Versuchsanleitung richtig gelöst werden.

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1 PCG-Grundpraktikum Versuch 8- Reale Gas Multiple-Choice Test Zu jedem Versuch im PCG wird ein Vorgespräch durchgeführt. Für den Versuch Reale Gas wird dieses Vorgespräch durch einen Multiple-Choice Test ersetzt. Jeder Versuchsteilnehmer muss diesen MC-Test eigenständig bestehen. Aus dem Fragenkatalog werden per Zufallsgenerator 6 Fragen ausgewählt, von denen, um den Test zu bestehen, mindestens 4 richtig beantwortet werden müssen. Bei 2 und 3 richtigen Fragen kann zwar am Versuch teilgenommen werden, allerdings ist dann der Test zu wiederholen. Bei 0 und 1 richtiger Antwort kann die Teilnahme am Versuch erst nach bestandenem Test geschehen. Zum MC-Test sind keine Hilfsmittel zugelassen. Für die Beantwortung der 6 Fragen stehen 12 Minuten zur Verfügung. Der Test wird insgesamt 2 mal pro Semester angeboten (inkl.nachholtermin). Zum ererfolgreichen Abschulss des Versuchs gehört der bestandene Test (s.praktikumsregeln). Zu jeder Fragen werden 4 Antwortmöglichkeiten angegeben, von denen genau eine richtig ist. Die Reihenfolge der Antworten werden bei jeder Fragen zufällig neu zusammengestellt (NB: es genügt also nicht, sich z.b. Zu merken, dass bei Frage 1 Antwort Nr.1 richtig ist). Der gesamte MC-Test von jedem einzelnen Praktikumsteilnehmer wird elektronisch protokolliert: alle gestellten Fragen inkl. Der Antwortmöglichkeiten und der ausgewählten Antwort werden EDV-technisch gespeichert. Alle Fragen können mit Hilfe der Versuchsanleitung richtig gelöst werden.

2 1. Welche Aussage zur Zustandsgleichung des idealen Gases trifft nicht zu? a) Formulierung der Gleichung: pv=nrt b) Formulierung der Gleichung: pv m =RT c) Die Gaskonstante R wird experimentell bestimmt und besitzt für verschiedene Gase unterschiedlich Werte. d) Die Zustandsgleichung gilt allgemein für Gase bei niedrigem Druck. 2. Warum ist die Zustandsgleichung des idealen Gases ein Grenzgesetz? a) Die Näherung wird immer besser, je weiter der Druck abnimmt, und im Grenzfall p 0 wird das Gesetz exakt befolgt. b) Die Näherung wird immer besser, je weiter der Druck zunimmt, und im Grenzfall p wird das Gesetz exakt befolgt c) Die Näherung wird immer besser, im Grenzfall p Normaldruck wird das Gesetz exakt befolgt d) Die Näherung wird immer besser, je weiter die Temperatur abnimmt, und im Grenzfall T 0 K wird das Gesetz exakt befolgt 3. Welche Aussage zur Zustandsgleichung des idealen Gases trifft nicht zu? a) Bei konstanter Temperatur und Stoffmenge ist der Druck eines Gases umgekehrt proportional zu dessen Volumen. b) Bei konstantem Druck und Stoffmenge ist das Volumen eines Gases umgekehrt proportional zu dessen Temperatur c) Bei konstantem Druck und Stoffmenge ändert sich das Volumen eines Gases linear mit der Temperatur. d) Bei konstantem p und T ist das Volumen eines Gases proportional zu dessen Stoffmenge. 4. Welche Aussage zu Isothermen trifft nicht zu? a) Isothermen sind Linien gleicher Temperatur. b) Isothermen sind immer linear verlaufende Funktionsgraphen. c) In der Thermodynamik werden Isothermen zum Beispiel im p-v-diagramm eingezeichnet, um das Verhältnis von Druck p und Volumen V bei konstanter Temperatur abzubilden. d) Wenn sich Druck und Volumen ändern und dabei die Temperatur gleich bleibt, handelt es sich um eine isotherme Zustandsänderung. 5. Welche Aussage zum Molvolumen trifft nicht zu? a) Das Molvolumen einer Substanz entspricht dem Volumen, das von einem Mol dieser Substanz eingenommen wird. b) Formulierung: V m =V/n c) Die Molvolumina aller Gase sollen bei gleicher Temperatur und gleichem Druck übereinstimmen. d) Bei 25 o C und 1 bar beträgt das Molvolumen von Luft 24,8L/mol, davon entfallen 19,3 L/mol auf den in der Luft enthaltenen Stickstoff.(Volumenprozent von N 2 in Luft: 78%)

3 6. Ein Volumen Kohlendioxidgas mit einer Masse von 1,22 g wird in einem Glaskolben mit einem Volumen von 500ml bei 37 o C erzeugt. Wie groß ist der Druck? a) 143 Pa b) 143 kpa c) 286 Pa d) 286 kpa 7. Das Volumen einer Gasprobe beträgt bei 25 o C und 10,0 kpa 15mL. Wie groß ist das Volumen dieser Probe bei 1000 o C und 150,0 kpa? a) 4,3 ml b) 52,3 ml c) 2,3 ml d) 104,7 ml 8. Welche Aussage zu Mischungen von Gasen trifft nicht zu? a) Der Druck idealer Gase entspricht der Summe der Drücke, den jedes Gas bei gleicher Temperatur allein in dem Gefäß ausüben würde: p= p A +p B + b) Der Partialdruck p J eines Gases ist definiert als p J = x J * p.(x J als Stoffmengenanteil) c) Stoffmengenanteil ist gleich Molenbruch in der älteren Literatur. d) Stoffmengenanteil der Komponente J = (Stoffmasse der Molekülsorte J) / (gesamte Stoffmasse aller Moleküle) 9. Wie groß ist die Stoffmengenanteil an Sauerstoff in trockener Luft? ( Nehmen Sie an, dass 100,0 g Luft 23,2 g O 2 enthalten.) a) 0,780 b) 0,250 c) 0,210 d) 0, Eine Gasprobe besteht aus 2,50g Sauerstoff und 6,43g Kohlendioxid bei einem Gesamtdruck von 88kPa. Wie groß ist der Partialdruck von Kohlendioxid? a) 15 kpa b) 31 kpa c) 57 kpa d) 73 kpa 11. Welche Aussage gehört nicht zu den Annahmen der kinetischen Gastheorie? a) Ein Gas besteht aus Molekülen, die sich kontinuierlich und ungeordnet bewegen. b) Der Unordnungsgrad der Moleküle in einem Gas hängt von der Temperatur ab. c) Die Größe eines Molek üls ist vernachlässigbar gering gegen die Strecke, die im Mittel zwischen zwei Stößen zurückgelegt wird. d) Von Stößen abgesehen wechselwirken die Moleküle nicht miteinander.

4 12. In Luft mit Temperatur 25 o C beträgt die quadratisch gemittelte Geschwindigkeit der Moleküle 500m/s. Wie groß ist die gemittelte Geschwindigkeit nach einer Abkühlung der Luft auf 0 o C? a) 458 m/s b) 478 m/s c) 522 m/s d) 546 m/s 13. Welche Aussage zur Maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung trifft nicht zu? a) Die Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung ist eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der statistischen Physik und spielt in der Thermodynamik, speziell der kinetischen Gastheorie, eine wichtige Rolle. b) In einem idealen Gas bewegen sich nicht alle Gasteilchen mit der gleichen Geschwindigkeit, sondern statistisch verteilt mit verschiedenen Geschwindigkeiten. c) Es wird wird hierbei keine Raumrichtung bevorzugt, die Bewegungsrichtung ist also rein zufällig. d) Die Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung gilt nicht nur für ein ideales Gas sondern auch für ein reales Gas. 14. Welche Aussage zur Maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung trifft nicht zu? a) Für Gase mit geringer Molmasse liegt eine breite Geschwindigkeitsverteilung vor. b) Für Gase mit hocer Molmasse liegt eine schmale Geschwindigkeitsverteilung vor. c) Für Gase mit niedriger Temperatur liegt eine breite Geschwindigkeitsverteilung vor. d) Für Gase mit niedriger Temperatur liegt eine schmal Geschwindigkeitsverteilung vor. 15. Die mittlere freie Weglänge von O 2 -Molekülen beträgt im Standardzustand (25 o C, 1 bar) 7,3*10-8 m. Wie groß ist die Stoßzahl unter diesen Bedingungen? ( Die quadratisch gemittelte Geschwindigkeit beträgt 482 m/s) a) 6,6 * 10 9 s -1 b) 1,4 *10 7 s -1 c) 8,7 * 10 9 s -1 d) 2,3 *10 10 s Welche Aussage zu einem realen Gas trifft nicht zu? a) Ein reales Gas steht im Zusammenhang mit dem Begriff des idealen Gases und ist dessen realistischeres Gegenstück. b) Die realen Gasmoleküle verfügen über eine räumliche Ausdehnung. c) Die realen Gasmoleküle wechselwirken untereinander über Stöße. d) Im realen Gas trägt nur die kinetische Energie der molekularen Bewegung zur Gesamtenergie bei.

5 17. Welche Aussage zur kritischen Temperatur trifft nicht zu? a) Die Kritische Temperatur ist die Temperatur, unterhalb der ein Gas durch Druck verflüssigt werden kann. b) Wenn wir ein Gas bei einer Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur komprimieren, erhalten wir ein dichtes fluides Medium. c) Ein solches dichtes fluides Medium nennt man überkritisches Fluid d) Ein Gas hat unterschiedlische kritische Temperaturen unter verschiedenen äußeren Bedingungen. 18. Wie wird der Kompressionsfaktor definiert? a) Das Verhältnis der Molvolumina eines idealen und eines realen Gases bei gleicher Temperatur und gleichem Druck. b) Das Verhältnis der Molvolumina eines realen und eines idealen Gases bei gleicher Temperatur und gleichem Druck. c) Das Verhältnis des Drucks eines idealen und eines realen Gases bei gleicher Temperatur und gleichen Molvolumina. d) Das Verhältnis des Drucks eines realen und eines idealen Gases bei gleicher Temperatur und gleichen Molvolumina. 19. Wie groß ist der Kompressionsfaktor eines idealen Gases. a) 0 b) 1 c) + d) Welche Aussage zu den van-der Waals-Konstanten trifft nicht zu? a) Die van-der Waals-Konstanten sind eher als empirische Parameter aufzufassen. b) Die van-der Waals-Konstanten können nicht quantitativ auf molekulare Eigenschaften zurückgeführt werden. c) Die van-der Waals-Konstanten sind von der Temperatur abhängig. d) Die van-der Waals-Konstanten sind von Gas zu Gas verschieden. 21. Wie berechnen Sie n? a) Nach der Isothermen wird pv gegen 1/V aufgetragen, aus dem y- Achsenabschnit kann man n berechnen. b) Nach der Isothermen wird pv gegen 1/V aufgetragen, aus der Steigung kann man n berechnen. c) N ach der Isothermen wird p gegen 1/V aufgetragen, aus dem y- Achsenabschnit kann man n berechnen. d) N ach der Isothermen wird p gegen 1/V aufgetragen, aus der Steigung kann man n berechnen.

6 22. Wie berechnen Sie ß? a) Nach der Isothermen wird pv gegen 1/V aufgetragen, aus dem y- Achsenabschnit kann man β berechnen. b) Nach der Isothermen wird pv gegen 1/V aufgetragen, aus der Steigung kann man β berechnen. c) N ach der Isothermen wird p gegen 1/V aufgetragen, aus dem y- Achsenabschnit kann man β berechnen. d) N ach der Isothermen wird p gegen 1/V aufgetragen, aus der Steigung kann man β berechnen. 23. Welche Gas wird im Versuch verwendet? a) CO 2 b) SO 2 c) SO 3 d) SF Bei wieviel unterschiedlichen Temperaturen werden die Isothermen aufgenommen? a) 3 b) 4 c) 5 d) Welchen Grenzwert darf der Druck nicht überschreiten? a) 30 bar b) 50 bar c) 70 bar d) 100 bar

7 26.In der Abbildung werden 3 Isothermen gezeigt. Welche Kurve wurde unterhalt der kritischen Temperatur gemessen? a) T1 b) T2 c) T3 d) Keine 27. In der Abbildung werden 3 Isothermen gezeigt. Welche Kurve ist unterhalb der kritischen Temperatur gemessen? a) T1 b) T2 c) T3 d) Keine

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