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1. Dez. 2025

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Grundlagen der Thermodynamik: Definitionen, Beispiele und Übungen

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@lisaamarinaa

Reaktionswärme und Energieumwandlungen sind zentrale Konzepte der Thermodynamik, die dir... Mehr anzeigen

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thermodynamik
Zusammenhang zwischen Stoffumsatz und Evengieumsatz. Es besteht zwischen zugefüurter Reaktionswär
me der Stoffmenge der umgese

Reaktionswärme und molare Reaktionswärme

Stell dir vor, du zündest einen Bunsen-Brenner an – das ist Reaktionswärme in Aktion! Bei jeder chemischen Reaktion gibt es einen direkten Zusammenhang zwischen der umgesetzten Stoffmenge und der dabei entstehenden oder verbrauchten Energie.

Die molare Reaktionswärme Qm=QnQ_m = \frac{Q}{n} gibt dir an, wie viel Energie pro Mol umgesetzter Substanz frei wird oder benötigt wird. Ein negatives Vorzeichen bedeutet, dass Energie abgegeben wird (exotherme Reaktion) – die Reaktion wird warm.

Bei der Wasserbildung 2H2+O22H2O2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O entstehen beispielsweise -572 kJ pro Formelumsatz. Das bedeutet: Für 1 mol Formelumsatz beträgt Qm=572kJ/molQ_m = -572 kJ/mol. Schreibst du die Gleichung für nur 1 mol Wasser um, halbiert sich auch die molare Reaktionswärme auf -286 kJ/mol.

Merke dir: Die molare Reaktionswärme hängt immer von der gewählten chemischen Gleichung ab – deshalb musst du beide zusammen betrachten!

thermodynamik
Zusammenhang zwischen Stoffumsatz und Evengieumsatz. Es besteht zwischen zugefüurter Reaktionswär
me der Stoffmenge der umgese

Energieumwandlungen und Systemarten

Chemische Reaktionen sind wie Energietransformatoren – sie wandeln chemische Energie in andere Energieformen um: thermische Energie (Wärme), mechanische Energie, Strahlungsenergie oder elektrische Energie. Das passiert ständig um dich herum!

Ein System ist einfach der Bereich, in dem deine chemische Reaktion abläuft. Du unterscheidest drei Typen: Abgeschlossene Systeme (wie eine perfekte Thermoskanne) tauschen weder Stoff noch Energie aus. Geschlossene Systeme tauschen nur Energie aus, offene Systeme tauschen beides aus.

Die meisten Reaktionen im Labor sind geschlossene oder offene Systeme. Wenn bei einer Reaktion Gase entstehen – wie bei CaC2(s)+2H2O(l)Ca(OH)2(s)+C2H2(g)CaC_2(s) + 2H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(s) + C_2H_2(g) – dann muss das System Volumenarbeit gegen den Luftdruck leisten.

Praxis-Tipp: Achte bei Reaktionsgleichungen auf das (g) – das zeigt dir, wo Volumenarbeit eine Rolle spielt!

thermodynamik
Zusammenhang zwischen Stoffumsatz und Evengieumsatz. Es besteht zwischen zugefüurter Reaktionswär
me der Stoffmenge der umgese

Volumenarbeit bei chemischen Reaktionen

Volumenarbeit entsteht, wenn sich das Volumen deines Reaktionssystems ändert – hauptsächlich durch Gasbildung oder -verbrauch. Die Formel Wm=pΔRVmW_m = -p \Delta_R V_m zeigt dir, wie viel mechanische Arbeit dabei geleistet wird.

Das negative Vorzeichen bedeutet: Wenn Volumen zunimmt (Gas entsteht), leistet das System Arbeit gegen den äußeren Druck. Bei der Ammoniaksynthese N2(g)+3H2(g)2NH3(g)N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) schrumpft das Volumen, weil aus 4 mol Gas nur 2 mol entstehen.

Für die molare Volumenänderung ΔRVm\Delta_R V_m rechnest du: (Produkte) - (Edukte). Dabei zählen nur die Gase – feste und flüssige Stoffe haben vernachlässigbare Volumenänderungen. Bei H2(g)+I2(g)2HI(g)H_2(g) + I_2(g) \rightarrow 2HI(g) ist ΔRVm=0\Delta_R V_m = 0, weil gleich viele Gasmoleküle entstehen wie verbraucht werden.

Faustregel: Nur bei Reaktionen mit Gasen musst du Volumenarbeit berechnen – bei Feststoffen und Flüssigkeiten kannst du sie meist vernachlässigen!

thermodynamik
Zusammenhang zwischen Stoffumsatz und Evengieumsatz. Es besteht zwischen zugefüurter Reaktionswär
me der Stoffmenge der umgese

Berechnung der molaren Volumenarbeit

Die praktische Berechnung der molaren Volumenarbeit zeigt dir das Beispiel mit Calciumcarbid: CaC2(s)+2H2OCa(OH)2(s)+C2H2(g)CaC_2(s) + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2(s) + C_2H_2(g). Hier entsteht 1 mol Acetylengas pro Formelumsatz.

Mit den Standardbedingungen (0°C, 101.325 Pa) und dem molaren Volumen von 22,4 L/mol rechnest du: Wm=p×ΔRVm=101.325Nm2×0,0224m3molW_m = -p \times \Delta_R V_m = -101.325 \frac{N}{m^2} \times 0,0224 \frac{m^3}{mol}. Das ergibt Wm=2,27kJ/molW_m = -2,27 kJ/mol.

Das negative Vorzeichen zeigt: Das System gibt Energie ab, weil es Volumenarbeit gegen den Atmosphärendruck leistet. Diese Energie "fehlt" dann bei der messbaren Wärmeentwicklung der Reaktion.

Rechencheck: Vergiss nicht, das molare Volumen von L/mol in m³/mol umzurechnen – sonst stimmen die Einheiten nicht!



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Reaktionswärme und Energieumwandlungen sind zentrale Konzepte der Thermodynamik, die dir zeigen, wie Energie bei chemischen Reaktionen freigesetzt oder aufgenommen wird. Du lernst hier, wie du molare Reaktionswärmen berechnest und verschiedene Energieformen bei chemischen Prozessen verstehst.

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Reaktionswärme und molare Reaktionswärme

Stell dir vor, du zündest einen Bunsen-Brenner an – das ist Reaktionswärme in Aktion! Bei jeder chemischen Reaktion gibt es einen direkten Zusammenhang zwischen der umgesetzten Stoffmenge und der dabei entstehenden oder verbrauchten Energie.

Die molare Reaktionswärme Qm=QnQ_m = \frac{Q}{n} gibt dir an, wie viel Energie pro Mol umgesetzter Substanz frei wird oder benötigt wird. Ein negatives Vorzeichen bedeutet, dass Energie abgegeben wird (exotherme Reaktion) – die Reaktion wird warm.

Bei der Wasserbildung 2H2+O22H2O2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O entstehen beispielsweise -572 kJ pro Formelumsatz. Das bedeutet: Für 1 mol Formelumsatz beträgt Qm=572kJ/molQ_m = -572 kJ/mol. Schreibst du die Gleichung für nur 1 mol Wasser um, halbiert sich auch die molare Reaktionswärme auf -286 kJ/mol.

Merke dir: Die molare Reaktionswärme hängt immer von der gewählten chemischen Gleichung ab – deshalb musst du beide zusammen betrachten!

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Energieumwandlungen und Systemarten

Chemische Reaktionen sind wie Energietransformatoren – sie wandeln chemische Energie in andere Energieformen um: thermische Energie (Wärme), mechanische Energie, Strahlungsenergie oder elektrische Energie. Das passiert ständig um dich herum!

Ein System ist einfach der Bereich, in dem deine chemische Reaktion abläuft. Du unterscheidest drei Typen: Abgeschlossene Systeme (wie eine perfekte Thermoskanne) tauschen weder Stoff noch Energie aus. Geschlossene Systeme tauschen nur Energie aus, offene Systeme tauschen beides aus.

Die meisten Reaktionen im Labor sind geschlossene oder offene Systeme. Wenn bei einer Reaktion Gase entstehen – wie bei CaC2(s)+2H2O(l)Ca(OH)2(s)+C2H2(g)CaC_2(s) + 2H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(s) + C_2H_2(g) – dann muss das System Volumenarbeit gegen den Luftdruck leisten.

Praxis-Tipp: Achte bei Reaktionsgleichungen auf das (g) – das zeigt dir, wo Volumenarbeit eine Rolle spielt!

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Volumenarbeit bei chemischen Reaktionen

Volumenarbeit entsteht, wenn sich das Volumen deines Reaktionssystems ändert – hauptsächlich durch Gasbildung oder -verbrauch. Die Formel Wm=pΔRVmW_m = -p \Delta_R V_m zeigt dir, wie viel mechanische Arbeit dabei geleistet wird.

Das negative Vorzeichen bedeutet: Wenn Volumen zunimmt (Gas entsteht), leistet das System Arbeit gegen den äußeren Druck. Bei der Ammoniaksynthese N2(g)+3H2(g)2NH3(g)N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) schrumpft das Volumen, weil aus 4 mol Gas nur 2 mol entstehen.

Für die molare Volumenänderung ΔRVm\Delta_R V_m rechnest du: (Produkte) - (Edukte). Dabei zählen nur die Gase – feste und flüssige Stoffe haben vernachlässigbare Volumenänderungen. Bei H2(g)+I2(g)2HI(g)H_2(g) + I_2(g) \rightarrow 2HI(g) ist ΔRVm=0\Delta_R V_m = 0, weil gleich viele Gasmoleküle entstehen wie verbraucht werden.

Faustregel: Nur bei Reaktionen mit Gasen musst du Volumenarbeit berechnen – bei Feststoffen und Flüssigkeiten kannst du sie meist vernachlässigen!

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Berechnung der molaren Volumenarbeit

Die praktische Berechnung der molaren Volumenarbeit zeigt dir das Beispiel mit Calciumcarbid: CaC2(s)+2H2OCa(OH)2(s)+C2H2(g)CaC_2(s) + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2(s) + C_2H_2(g). Hier entsteht 1 mol Acetylengas pro Formelumsatz.

Mit den Standardbedingungen (0°C, 101.325 Pa) und dem molaren Volumen von 22,4 L/mol rechnest du: Wm=p×ΔRVm=101.325Nm2×0,0224m3molW_m = -p \times \Delta_R V_m = -101.325 \frac{N}{m^2} \times 0,0224 \frac{m^3}{mol}. Das ergibt Wm=2,27kJ/molW_m = -2,27 kJ/mol.

Das negative Vorzeichen zeigt: Das System gibt Energie ab, weil es Volumenarbeit gegen den Atmosphärendruck leistet. Diese Energie "fehlt" dann bei der messbaren Wärmeentwicklung der Reaktion.

Rechencheck: Vergiss nicht, das molare Volumen von L/mol in m³/mol umzurechnen – sonst stimmen die Einheiten nicht!

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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