Isobare Expansion

LeandraW · Gast

Meine Frage:
50dm3 ideales monoatomares Gas werden von 25°C bei p=1bar isobar auf 250 dm3 expandiert

a)Berechnen Sie die für die Expansion zugeführte Wärmemenge. Benuzten Sie hierfür die Wärmekapazität des monoatomaren idealen Gases.

b)Ist diese isobare Expansion reversibel oder irreversibel?

e)Berechnen Sie den Carnotschen Wirkungsgrad der isobaren Expansion. Ist der tatsächliche Wirkungsgrad größer oder kleiner?
Kann mir bitte jemand Schritt für Schritt helfen?

Meine Ideen:
Ich komme leider nicht weiter, sorry

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 869

Tipp:

also

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1655

Bei konstantem Druck gilt für den Zusammenhang zwischen Volumen und Temperatur:
VT= konstant oder V1T1 = V2T2
Die zugeführte Wärme Q erzeugt bei einer isobaren Zustandsänderung eine Änderung der inneren Energie und des Volumens. Nach dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik ergibt sich die Bilanz:
Q=ΔU−W
Bei Verwendung des Modells ideales Gas kann die Volumenarbeit W, die das Gas zur Vergrößerung des Volumens um ΔV verrichtet, berechnet werden. Die Zustandsgleichung im Ausgangszustand ist:
p⋅V=N⋅k⋅T
Nach Zuführung der Wärme Q erhöht sich die Temperatur des Gases umΔTund das Volumen umΔV.
Die Zustandsgleichung im Endzustand nach Aufnahme der Wärme Q ist daher:
p⋅(V+ΔV)=N⋅k⋅(T+ΔT)
Die vom Gas verrichtete Volumenarbeit ist damit:
W=− p⋅ΔV=− N⋅k⋅ΔT
In analoger Weise kann auch die Änderung der inneren Energie des idealen Gases berechnet werden (siehe dazu den Beitrag „Isochore Zitat: Zustandsänderungen. Bei einer Erhöhung der Temperatur um ΔT ist die Änderung der inneren Energie eines idealen Gases:
ΔU=3/2 N⋅k⋅ΔT
Aus dem 1. Hauptsatzes kann damit die Wärme bestimmt werden, die für eine Temperaturerhöhung um ΔT des idealen Gases bei einer isobaren Prozessführung notwendig ist:
Q=3/2 N⋅k⋅ΔT+N⋅k⋅ΔT=5/2 N⋅k⋅ΔT
Die Teilchenanzahl N kann durch die Stoffmenge n und die universelle Gaskonstante R ersetzt werden. Aus
N=n⋅NA und R=NA⋅k
ergibt sich für die Wärme:
Q=5/2 n⋅NA⋅k⋅ΔT=5/2 n⋅R⋅ΔTQ=n⋅Cmp⋅ΔT
Die Größe Cmp , die molare Wärmekapazität bei konstantem Druck, ist für alle einatomigen Gase konstant. Sie hat einen Wert von:
Cmp=5/2 R=20,8 kJ/K⋅kmol

LeandraW · Gast

Vielen lieben Dank Nobby1.
Wie soll ich´aber jetzt die SToffmenge n berechnen aus den 50dm^3? Es ist doch keine Molare Masse gegeben?

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1655

Wo für brauchst Du die Stoffmenge. Die Formel gilt allgemein für einatomige Gase, sprich den Edelgasen.

LeandraW · Gast

Aber da steht doch Q=n*Cmp*deltaT
Was ist denn n?

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1655

n = Stoffmenge

p*V= nRT

Alle Werte sind gegeben.

LeandraW · Gast

Ah okay danke, habs jetzt raus bekommen.
Kannnst du mir bitte bitte noch bei b) und d) helfen? Hilfe

lh2 · Gast