Bl4_PC1_SS2011_Aufga..

Übung zur Vorlesung Chemische Thermodynamik und Kinetik SS 2011
b) Der Boiler hat eine Leistung von 1kW. Wie lange braucht er um das benötigte Wasser zu
erwärmen? (Cm(H2O)=75.3 J/K . mol)
Aufgabe 3: 1. Hauptsatz und Zustandsfunktionen
Der Druck p im Zustand 1 sei halb so groß wie im Zustand 2 (Kompression).
Ein Gas werde auf 3 verschiedenen Wegen vom Zustand 1 in den Zustand 2 überführt.
1) Weg 1-3-2. Auf diesem Weg wird insgesamt 3,0 kJ Wärme zugeführt und 1,0 kJ Expansionsarbeit
verrichtet.
2) Weg 1-4-2
3) entlang der Diagonalen 1-2.
a) Wie groß ist im Fall 1) die Änderung der inneren Energie ΔU des Gases?
b) Wie groß sind die zugeführte Wärme und Arbeit in den Fällen 2) und 3)?
Wiederholungsaufgabe 4: Ideales Gas - Airbag
Chemischer Hauptbestandteil eines Airbag-Zündsatzes ist Natriumazid (NaN3). Durch die Zersetzung
zu Na und N2 wird in kurzer Zeit ein Gasvolumen von 60 l gefüllt (T = 120 °C, p = 1.3 bar, Druck in
der Umgebung: paussen=1 bar).
a) Berechnen Sie die dazu notwendige Masse an Natriumazid unter der Annahme idealen
Gasverhaltens.
b) Welche mechanische Arbeit (Volumenarbeit) wird beim Aufblasen des Airbags geleistet (Es
kann ein Anfangsvolumen von V1=0 angenommen werden)?
c) Welche mechanische Arbeit müsste geleistet werden um die berechnete Menge an N2 isotherm
bei 120 o C mit einem Kolben von einem Anfangsvolumen V1=1m 3 auf das oben angegebene
Endvolumen von V2=60l zu komprimieren. Was passiert mit der Energie?
d) Welche mittlere kinetische Energie haben alle Stickstoffmoleküle insgesamt und welche mittlere
quadratische Geschwindigkeit haben sie? Schätzen Sie ab, wie schnell sich der Airbag aufblasen
kann.
Formulieren Sie zunächst die Reaktionsgleichung!
Übungsblatt 4 2 SS 2011