Wärme, innere Energie, adiabatische Zustandsänderung

frage1 · Anmeldungsdatum: 20.02.2021 Beiträge: 569 Wohnort: bayern

Hallo an alle Physiker!

Ich hab bei einer Aufgabe einige Verständnisprobleme. Die Aufgabenstellung lautet:
Ein Zylinder mit Kolben wird mit n=0,5 mol Kohlenmonoxidgas (wird als ideales Gas angenommen) befüllt, wobei p1=5 bar, T1=25 °C gemessen wird.
a) Wie groß ist die spezifische Wärme CV bei Raumtemperatur (Schwingungsfreiheitsgrade tragen nicht zur inneren Energie bei)?
b) Das CO wird reversibel isotherm auf das doppelte Volumen expandiert: V2=2.V1. Berechnen Sie den Druck p2 des Endzustands 2.
c) Wie groß ist die Volumenarbeit w und der Wärmeaustausch q bei dieser Expansion (diskutieren Sie das Vorzeichen)?
d) Wie groß ist die Volumenarbeit w, der Wärmeaustausch q und die Änderung der Inneren Energie dU, wenn diese Expansion adiabatisch erfolgt?
e) Berechnen Sie daraus die Temperatur T3. Zeichnen Sie schematisch ein entsprechendes p,V-Diagramm.

a) und b) habe ich verstanden, die restliche Aufgaben c) d) und e) konnte ich überhaupt nicht nachvollziehen.

Ich fang mal mit c) an.
Was kann ich unter Wärmeaustausch q verstehen? Was versteht man unter Wärme generell? Ich hab‘ zwar mehrere Erklärungen gelesen, weil ich den Unterschied zwischen Wärme und Temperatur nicht verstanden habe, aber trotzdem habe ich noch keine eindeutige Vorstellung was die Wärme anbelangt.
Also wie ist der Zusammenhang zwischen Wärme, innere Energie und Temperatur? Wenn ich beispielsweise die Temperatur eines Systems ändere, ändert sich dann die Wärme oder bleibt sie konstant. Ich kann‘s nicht begründen.
In den Lösungen steht, dass q=0 ist, aber wieso? Wie kann man sich das erklären? Außerdem steht auch, dass die innere Energie -750 J ist. Aber wieso hat man hier die innere Energie berechnet. Die innere Energie war doch nicht gefragt. Oder hängt der Wärmeaustausch von der inneren Energie ab?
Als Volumenarbeit w bekommt man -750 J. ( Volumenarbeit habe ich verstanden)

Jetzt zu d)
Adiabatisch heißt ja, dass die Wärmemenge q=0, also es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.
Wenn ich aber die Temperatur erhöhe oder erniedrige, was passiert dann mit q?
Was passiert mit der inneren Energie? Welcher Zusammenhang besteht zwischen Innere Energie U, Wärme und Temperatur? Im Skript steht über die Wärme folgendes: Die Energieerhöhung in den Freiheitsgraden hat eine Temperatur Erhöhung zur Folge. Was kann ich darunter verstehen? Wie kann ich mir das mit den FG vorstellen?
In der VO wurde erklärt, dass man die Energie an die Umgebung überträgt. Man bekommt dann eine chaotische thermische Bewegeung der Moleküle in der Umgebung.

Ich brauche wirklich eine einfache und ausführliche Erklärung. Ich sitze schon die ganze Zeit an der Aufgabe, da ich die Theorie dahinter immer noch nicht verstanden habe. Ich habe zwar die Lösungen von der Aufgabe, aber mir geht es hier um das Verständnis. Ich hab’ zwar sehr viel recherchiert, aber verstanden hab ich das ganze immer noch nicht. Ich wäre wirklich sehr sehr dankbar, wenn einer mir die Theorie dahinter mit einfachen Worten erklären könnte.

Ich bedanke mich im Voraus für jegliche Hilfe!