p = Druck R* = universale Gaskonstante n = Stoffmenge V = Volumen R = R*/M spez. Gaskontante T = absolute Temperatur M = molare Masse m = Masse

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1 1. Wie ist die ideale Gasgleichung definiert? Unter welchen Voraussetzungen ist sie gültig? Unter welchen Bedingungen ist ein Gas "ideal"? pv=nr*t pv = mrt pv = mr*/m T p = Druck R* = universale Gaskonstante n = Stoffmenge V = Volumen R = R*/M spez. Gaskontante T = absolute Temperatur M = molare Masse m = Masse Voraussetzungen: alle Gasteilchen ausdehnungslose Massepunkte Gasteilchen: frei beweglich (keinerlei Kräfte verspüren) im Volumen dürfen (und müssen) sich untereinander und an Wand des Volumens stoßen bewegen sich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit bei Stoß Richtungsänderung + Beschleunigung bzw. Bremsen 2. Was muss man an der Gleichung des idealen Gases ändern, um damit reale Gase beschreiben zu können? Reales Gas Atome/Moleküle haben Eigenvolumen Va Atome/Moleküle ziehen sich an Oberflächenenergie Zusätzlicher Druck (Binnendruck pbi (N/V )2) ideal real Zeichnen sie ein PV-Diagramm für ideale und reale Gase jeweils über und unter der kritischen Temperatur. kritische Temperatur = - höchste Temperatur bei der Stoff verflüssigt werden kann - Oberhalb Verflüssigung bei Aufbringen von noch so viel Druck nicht möglich - An diesem Punkt Unterscheidung von Flüssigkeit + Gas nicht möglich da beide gleiche Dichte - Druck um Stoff bei kritischen Temperatur zu verflüssigen = kritische Druck

2 3. Wie sind absolute und relative Luftfeuchtigkeit definiert? absolut absolutes Maß für den Wasserdampfgehalt in der atmosphärischen Luft (Wasserdampfdichte) ist der am Messort und der Messtemperatur vorhandene Quotient aus der Wassermasse w und dem Luftvolumen = w relativ ist der Quotient aus absoluter Luftfeuchte und der bei der Messtemperatur maximal möglichen Feuchte (Sättigungsdampfdichte) 0 bzw. das Verhältnis aus dem Partialdruck des Wasserdampfes w zum temperaturabhängigenn Sättigungsdampfdruck w,s = = w 0 w,s 4. f(a,b) = -a² (3-b³) nach a,b fa(a,b) = -2a (3-b³) fa(a,b) = -2 (3-b³) ableiten. fb(a,b) = -a² * -3b² fb(a,b) = -a² * -6b 5. Psychometer: Einzelne Bestandteilee der Psychrometer-Gleichung beschreiben /erläutern - und bei ist noch von abhängig! - Idealgasgleichung und Energiebilanz - Rechnung mit rel. Feuchtigkeit Das Verfahren beschreiben/skizzieren - Y-förmigen Luftkanal worin zwei baugleiche Thermometer angebracht sind - eines mit destilliertem Wasser befeuchteten Gaze umgeben - Lufttemperaturdifferenz (psychrometrische Differenz) gemessen, die sich einstellt, wenn Luft der Temperatur mit bestimmter Geschwindigkeit an 2 gleichen Thermometern vorbeigeführt - trockene Luft beginnt Wasser in Gaze in Form von Wasserdampf aufzunehmen T 2 Wärme entzogen verringert Temperatur 2 = w der Luft umso stärker je trockener die vorbeiströmende Luft ist 2 weitere Verfahren zur Luftfeuchtigkeitsbestimmung nennen und beschreiben Absorptionshygrometer nach Regnault - Wasserdampfgehalt der Luft durch ein hygroskopisches Trockenmittel (z.b. Phosphorpentoxid oder Kalziumchlorid) vollständig entzogen werden durch Wägung direkt bestimmt Haar-Hygrometer - Gewisse organische (auch synthetische) proteinhaltige Fasern absorbieren Wasserdampf aus Luft verlängern sich - z.b. ein eingefettetes Haar zwischen Fixpunkt & Gewicht über eine Rolle mit Zeiger aufgespannt - Kalibrierung: Haar-Hygrometer für einige Zeit in feuchtes Tuch anschließend Anzeige für relative Luftfeuchte auf 100% kann man direkt die relative Luftfeuchtigkeit ablesen? - nein pw berechnen

3 6. Trocknet man Kellerräume im Winter oder Sommer besser und warum? Luftfeuchtigkeit steigt und sinkt mit der Temperatur besser im Winter Raum zu lüften da Frischluft hineinkommt trockener als die des Raumes 7. Kocht das Wasser auf dem Mt. Blanc bei niedriger, gleicher oder höherer Temperatur?(im Vergleich zum Meereswasser) mit Begründung Abhängigkeit des Siedepunkts vom äußeren Druck (Atmosphärendruck) Luftdruck sinkt exponentiell mit der Höhe (Abstand von der Erdoberfläche) Druck geringer Siedepunkt geringer Wasser benötigt nicht soviel Energieaufwand zum sieden 8. Hängt der Sättigungsdampfdruck vom Luftdruck bzw. dem Volumen ab? Der Sättigungsdampfdruck ist selbst nur von der Temperatur abhängig und nicht vom ihn umgebenden Luftdruck 9. skizzieren sie das Verhältnis von Sättigungsdampfdruck und der Temperatur. 10. Was und wo ist Sättigungsdampfdruck? ist der Druck der dampfförmigen Phase eines Stoffes, wenn die flüssigförmigen und dampfförmigen Phasen im Gleichgewicht Sättigungsdampfdruck eines Reinstoffes nur von Temperatur abhängig 12. Was ist der Partialdruck? ist der Druck, der in einem Gasgemisch wie z. B. der Luft, einem bestimmten Gas zugeordnet werden kann entspricht dabei dem Gesamtdruck, den die Komponente beim alleinigen Ausfüllen des gesamten Volumens ausüben würde Daltonsches Gesetz w = ww

4 11. Multiplechoice-Aufgabe: Im idealen Gas: sind alle Teilchen Massenpunkte (richtig) haben alle Teilchen die gleiche Geschwindigkeit (falsch) führen Teilchen NUR elastische Stöße mit Volumenbegrenzungen aus (falsch) 13. Absoluter- und relativer Fehler der Isentropengleichung berechnen. 14. Warum hat Luft mit 0% bzw. 100% Luftfeuchte nahezu die gleiche Wärmekapazität? Der Wasserdampf in der Luft hat nur einen sehr kleinen %-ualen Anteil. Das erklärt die geringe Auswirkung 15. Wie verhält sich der Dampfdruck zur Temperatur? Nach welcher Statistik ist das nachgewiesen? pws verhält sich exponentiell zur Temperatur Boltzmann-Statistik 16. Wenn in einem geschlossenem Raum die Temperatur zunimmt, wie ändert sich pw, relative Luftfeuchte und absolute Luftfeuchte + Begründung! pw steigt absolute bleibt gleich relative nimmt ab 17. Bezeichnungen: Kürzel Bezeichnung Einheit T Absolute Temperatur K Tw geringe Temp. wegen Gaze K qv Verdampfungsenthalpie J / g cp Spezifische Wärmekapazität J / g * K J / mol * K pw Partialdruck ( Wasserdampf) Pa g / m³ Pw,s Sättigungsdampfdruck Pa g / m³ 0 Sättigungsdampfdichte Pa g / m³ Absolute Luftfeuchte g / m³ Relative Luftfeuchte Hängen pw, pws und qv von T oder Tw ab? pw T pws Tw qv Tw 19. Wie ändert sich die Dichte eines idealen Gases mit der Temperatur? Temperatur steigt Volumen steigt Druck sinkt

5 Beispielrechnungen: 20. 1,2 g Wasser mit = 20 C gelangen in ein Gefäß von = 100 l, das a.) evakuiert und b.) mit Luft von = 20 C gefüllt ist. Wie groß ist jeweils der Partialdruck des Wasserdampfes? Wie groß sind für Fall b.) die absolute und relative Luftfeuchtigkeit? a) pw = 0 b) Geg: m = 1,2g = 20 C V = 100l T = 20 C Mw = 18,00 g / mol R* = 8,315 J / mol * K Ges: pw = * g *(Kg* m² / s²) * K Kg w mol * K m * s² V g mol m³ absolute Luftfeuchtigkeit: = w 7. Bei einer Raumtemperatur von 25 C wird bei normalem Luftdruck (L = 1013mbar) mit dem Aspirations-Psychrometer eine Temperaturerniedrigung auf w = 10 C gemessen. Wie groß sind absolute und relative Luftfeuchte? 6. Bei einer Raumtemperatur von 25 C wird ein Taupunkt von = 10 C gemessen. Wie groß sind absolute und relative Luftfeuchte? 8. Wie berechnet sich die temperaturabhängige Dichte eines idealen Gases (z.b. von trockener Luft oder reinem Wasserdampf)? = pws * 273 K T * pl * pw 10. Welches Vakuum erreicht man im günstigsten Fall mit einer Wasserstrahlpumpe, wenn die Temperatur des Wassers a.) 1 C und b.) 40 C beträgt?