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Physik
4. Dez. 2025
1.483
13 Seiten
Greta @gretasto_
Thermodynamik ist die Grundlage für alles, was mit Wärme und Energie zu tun hat - von Automotoren bis... Mehr anzeigen
Thermodynamik ist überall um uns herum! Jeder Motor, jeder Kühlschrank und sogar dein Atem funktionieren nach thermodynamischen Gesetzen. Im Kern geht es darum, wie Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt wird.
Ein thermodynamisches System kann offen (Austausch von Materie und Energie), geschlossen (nur Energieaustausch) oder isoliert (kein Austausch) sein. Du beschreibst es mit Zustandsgrößen wie Druck, Temperatur und Volumen.
Extensive Zustandsgrößen wie Volumen V und Stoffmenge n hängen von der Systemgröße ab. Intensive Zustandsgrößen wie Druck p und Temperatur T sind davon unabhängig - egal ob du einen Tropfen oder einen ganzen Eimer Wasser hast.
Merke Die ideale Gasgleichung pV = nRT funktioniert nur bei geringem Druck und hoher Temperatur, wenn die Gasteilchen kaum miteinander wechselwirken.
Stell dir Gasmoleküle als winzige Billardkugeln vor, die ständig durcheinander fliegen. Sie stoßen elastisch an die Wände und erzeugen so den Druck - je schneller sie sich bewegen, desto höher der Druck.
Die kinetische Theorie zeigt dir den direkten Zusammenhang p = ⅔ n E_kin. Das bedeutet, der Druck steigt mit der kinetischen Energie der Teilchen. Und diese Energie ist direkt an die Temperatur gekoppelt!
Mit der Boltzmannkonstante k_B = R/N_A kannst du die Beziehung zwischen Temperatur und Teilchenbewegung berechnen T = ⅔ E_kin/k_B. Je heißer es wird, desto wilder bewegen sich die Moleküle.
Tipp In einem Kubikmeter Luft bei 20°C befinden sich etwa 2,46 × 10²⁵ Teilchen - eine unvorstellbar große Zahl!
Ideale Gase sind eine Vereinfachung - in der Realität haben Gasteilchen ein Eigenvolumen und ziehen sich gegenseitig an. Die Van-der-Waals-Gleichung korrigiert diese Abweichungen × = nRT.
Zustandsdiagramme zeigen dir, wie sich Gase bei verschiedenen Prozessen verhalten. Bei isothermen Prozessen bleibt T konstant, bei isochoren V und bei isobaren p. Diese Kurven helfen dir zu verstehen, was bei Kompression oder Expansion passiert.
Das molare Volumen V_m = V/n ist besonders praktisch, weil es unabhängig von der Gasmenge ist. Bei Standardbedingungen (1 bar, 0°C) beträgt es 22,71 L/mol - das kannst du dir als Referenzwert merken.
Beispiel Bei einer isothermen Kompression steigt der Druck, während das Volumen abnimmt - die Temperatur bleibt aber konstant.
Arbeit und Wärme sind die beiden Arten, wie dein System Energie mit der Umgebung austauscht. Arbeit W = F × s entsteht, wenn eine Kraft über eine Strecke wirkt. Wärme Q = C × ΔT wird benötigt, um die Temperatur zu ändern.
Bei isobarer Expansion (konstanter Druck) verrichtet das Gas Volumenarbeit W = -pΔV. Das Minuszeichen zeigt Wenn das Gas expandiert, verrichtet es Arbeit an der Umgebung. Bei Kompression wird Arbeit am Gas verrichtet.
Die Wärmekapazität C gibt an, wie viel Energie du brauchst, um die Temperatur um 1 K zu erhöhen. Du unterscheidest zwischen spezifischer (pro kg) und molarer (pro mol) Wärmekapazität.
Rechenbeispiel Um 1 kg Wasser von 30°C auf 40°C zu erwärmen, brauchst du Q = 4,18 J/g × 1000g × 10K = 41,8 kJ.
Bei isothermen Prozessen bleibt die Temperatur konstant, aber Druck und Volumen ändern sich. Das Gas kann nur dann bei konstanter Temperatur expandieren, wenn es gleichzeitig Wärme aus der Umgebung aufnimmt.
Kreisprozesse zeigen dir einen wichtigen Effekt Der Weg macht einen Unterschied! Wenn du ein Gas über verschiedene Zwischenschritte expandierst und wieder komprimierst, ist die Arbeitsbilanz anders, als wenn du den direkten Weg nimmst.
Bei reversibler isothermer Expansion mit unendlich vielen kleinen Schritten erhältst du die maximale Arbeit W = -nRT ln. Das ist die theoretisch größtmögliche Arbeit, die das Gas verrichten kann.
Wichtig Reversible Prozesse sind idealisiert - sie laufen unendlich langsam ab und liefern die maximale Arbeit.
Der erste Hauptsatz ist nichts anderes als der Energieerhaltungssatz Die innere Energie U eines isolierten Systems bleibt konstant. Energie kann nicht verschwinden, nur umgewandelt werden.
Die zentrale Gleichung lautet ΔU = Q + W. Die Änderung der inneren Energie entspricht der zugeführten Wärme plus der verrichteten Arbeit. Achte auf die Vorzeichen Positive Werte bedeuten Energiezufuhr ins System.
Bei isochoren Prozessen ist W = 0, also ΔU = Q_V. Bei isobaren Prozessen definierst du eine neue Zustandsgröße die Enthalpie H = U + pV. Dann gilt ΔH = Q_p.
Merksatz Für ideale Gase ist C_p - C_V = R. Die Wärmekapazität bei konstantem Druck ist immer größer als bei konstantem Volumen.
Adiabatische Prozesse laufen ohne Wärmeaustausch ab . Die gesamte Volumenarbeit wird in innere Energie umgewandelt ΔU = W. Das Gas kühlt sich bei Expansion ab und erwärmt sich bei Kompression.
Im pV-Diagramm siehst du Adiabatische Kurven sind steiler als isotherme. Bei adiabatischer Expansion ist die verrichtete Arbeit geringer als bei isothermer, weil das Gas dabei abkühlt und der Druck schneller sinkt.
Isobare Expansion liefert die meiste Arbeit, weil die Temperatur erhöht werden muss, um den Druck konstant zu halten. Adiabatische Expansion die wenigste, weil nur die bereits vorhandene innere Energie genutzt wird.
Beispiel In einem Dieselmotor wird Luft adiabatisch komprimiert und erwärmt sich dabei so stark, dass der Kraftstoff von selbst zündet.
Der Carnot-Prozess ist der theoretisch beste Kreisprozess für Wärmekraftmaschinen. Er besteht aus vier Schritten zwei isotherme und zwei adiabatische Prozesse. Dabei wird Wärme von einem heißen zu einem kalten Reservoir transportiert.
Der Wirkungsgrad η = /T_H = 1 - T_K/T_H hängt nur von den Temperaturen der Reservoire ab. Je größer der Temperaturunterschied, desto effizienter die Maschine. 100% Effizienz ist unmöglich - dazu müsste T_K = 0 K sein.
Derselbe Prozess rückwärts betrieben funktioniert als Wärmepumpe oder Kühlschrank. Dabei wird Arbeit aufgewendet, um Wärme vom kalten zum heißen Reservoir zu transportieren - gegen den natürlichen Wärmestrom.
Realität Reale Motoren erreichen nur etwa 20-40% des Carnot-Wirkungsgrads, weil irreversible Prozesse auftreten.
Thermochemie misst die Wärmetönung chemischer Reaktionen mit einem Kalorimeter. Dabei wird eine Substanz in einem isolierten Gefäß verbrannt und die Temperaturänderung des umgebenden Wassers gemessen.
Bei exothermen Reaktionen (ΔH < 0) wird Wärme frei - die Temperatur steigt. Bei endothermen Reaktionen (ΔH > 0) wird Wärme verbraucht - die Temperatur sinkt. Die Reaktionsenthalpie ΔH gibt die Energieänderung pro mol Umsatz an.
Für Reaktionen mit nur festen oder flüssigen Stoffen gilt ΔH ≈ ΔU. Bei Gasreaktionen musst du korrigieren ΔH = ΔU + ΔnRT, wobei Δn die Änderung der Molzahl der Gase ist.
Beispiel Die Verbrennung von Wasserstoff H₂ + ½O₂ → H₂O liefert ΔH = -285,82 kJ/mol - eine stark exotherme Reaktion.
Standardbildungsenthalpien ΔH°f sind Referenzwerte für die Bildung von Verbindungen aus ihren Elementen bei 298 K und 1 bar. Für Elemente in ihrer stabilsten Form ist ΔH°f = 0.
Der Satz von Hess besagt Die Reaktionsenthalpie hängt nur vom Anfangs- und Endzustand ab, nicht vom Reaktionsweg. Du kannst daher Enthalpieänderungen über Umwege berechnen, auch wenn die direkte Messung schwierig ist.
Verbrennungsenthalpien sind besonders gut messbar. Über die Verbrennung von Graphit und Diamant zu CO₂ kannst du indirekt die Umwandlungsenthalpie von Graphit zu Diamant bestimmen ΔH° = 1,89 kJ/mol.
Tipp Tabellenwerke enthalten Bildungsenthalpien für Tausende von Verbindungen - damit lässt sich die Energiebilanz jeder Reaktion berechnen.
Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.
Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.
Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.
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Entdecken Sie die Grundlagen der gradlinigen und gleichförmigen Bewegung sowie die Konzepte der gleichmäßig beschleunigten Bewegung. Diese Zusammenfassung behandelt wichtige Gleichungen wie das Zeit-Weg-Gesetz, die Bedeutung der Steigung im t-v-Diagramm und die Berechnung von Bremswegen. Ideal für Studierende der Physik, die sich auf Prüfungen vorbereiten oder ihr Verständnis der Kinematik vertiefen möchten.
PhysikEntdecken Sie die Grundlagen der gleichförmigen Kreisbewegung, einschließlich der Begriffe Umlaufzeit, Drehzahl und Radialbeschleunigung. Diese Zusammenfassung behandelt die wesentlichen Formeln und Konzepte, die für das Verständnis der Kinematik und Dynamik von Kreisbewegungen erforderlich sind. Ideal für Studierende der Physik, die sich auf Prüfungen vorbereiten oder ihr Wissen vertiefen möchten.
PhysikErforschen Sie die Konzepte der Zentripetalkraft und der Kreisbewegung. Diese Zusammenfassung behandelt die Beziehung zwischen Bahnradius, Bahngeschwindigkeit und Masse sowie die Berechnung von Frequenz und Winkelgeschwindigkeit. Ideal für Physikstudenten, die die Grundlagen der gleichförmigen Kreisbewegung verstehen möchten.
PhysikEntdecke die physikalischen Grundlagen des Luftwiderstands beim Fallschirmspringen. Diese Zusammenfassung behandelt die Definition des Luftwiderstands, die Einflussfaktoren auf den cw-Wert, die Berechnungsformel und anschauliche Beispiele. Ideal für Physikstudenten, die sich mit Aerodynamik und Bewegungslehre beschäftigen.
PhysikErfahren Sie, wie die Haftreibungszahl zwischen verschiedenen Materialien experimentell bestimmt wird. Diese Studie behandelt die Grundlagen der Gewichtskraft, Hangabtriebskraft und Normalkraft sowie die Herleitung der relevanten Gleichungen. Ideal für Studierende der Mechanik, die die Prinzipien der Kräfte und deren Gleichgewicht verstehen möchten. Enthält detaillierte Versuchsdurchführung, Hypothesenbildung, Auswertung und Fehleranalyse.
PhysikEntdecken Sie die Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie, einschließlich Zeitdilatation, Längenkontraktion, relativistischer Masse und Impuls sowie der Äquivalenz von Masse und Energie. Diese Zusammenfassung bietet eine klare Erklärung der zentralen Konzepte und Formeln, die für das Verständnis der Relativität unerlässlich sind.
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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
Android user
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
iOS user
Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!
Jana V
iOS user
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
Android user
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
Android user
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
Android user
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
iOS user
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
Android user
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
iOS user
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
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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
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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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Greta
@gretasto_
Thermodynamik ist die Grundlage für alles, was mit Wärme und Energie zu tun hat - von Automotoren bis zu Kühlschränken. Hier lernst du, wie sich Gasmoleküle verhalten und wie Wärme in Arbeit umgewandelt wird.
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Thermodynamik ist überall um uns herum! Jeder Motor, jeder Kühlschrank und sogar dein Atem funktionieren nach thermodynamischen Gesetzen. Im Kern geht es darum, wie Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt wird.
Ein thermodynamisches System kann offen (Austausch von Materie und Energie), geschlossen (nur Energieaustausch) oder isoliert (kein Austausch) sein. Du beschreibst es mit Zustandsgrößen wie Druck, Temperatur und Volumen.
Extensive Zustandsgrößen wie Volumen V und Stoffmenge n hängen von der Systemgröße ab. Intensive Zustandsgrößen wie Druck p und Temperatur T sind davon unabhängig - egal ob du einen Tropfen oder einen ganzen Eimer Wasser hast.
Merke: Die ideale Gasgleichung pV = nRT funktioniert nur bei geringem Druck und hoher Temperatur, wenn die Gasteilchen kaum miteinander wechselwirken.
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Stell dir Gasmoleküle als winzige Billardkugeln vor, die ständig durcheinander fliegen. Sie stoßen elastisch an die Wände und erzeugen so den Druck - je schneller sie sich bewegen, desto höher der Druck.
Die kinetische Theorie zeigt dir den direkten Zusammenhang: p = ⅔ n E_kin. Das bedeutet, der Druck steigt mit der kinetischen Energie der Teilchen. Und diese Energie ist direkt an die Temperatur gekoppelt!
Mit der Boltzmannkonstante k_B = R/N_A kannst du die Beziehung zwischen Temperatur und Teilchenbewegung berechnen: T = ⅔ E_kin/k_B. Je heißer es wird, desto wilder bewegen sich die Moleküle.
Tipp: In einem Kubikmeter Luft bei 20°C befinden sich etwa 2,46 × 10²⁵ Teilchen - eine unvorstellbar große Zahl!
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Ideale Gase sind eine Vereinfachung - in der Realität haben Gasteilchen ein Eigenvolumen und ziehen sich gegenseitig an. Die Van-der-Waals-Gleichung korrigiert diese Abweichungen: × = nRT.
Zustandsdiagramme zeigen dir, wie sich Gase bei verschiedenen Prozessen verhalten. Bei isothermen Prozessen bleibt T konstant, bei isochoren V und bei isobaren p. Diese Kurven helfen dir zu verstehen, was bei Kompression oder Expansion passiert.
Das molare Volumen V_m = V/n ist besonders praktisch, weil es unabhängig von der Gasmenge ist. Bei Standardbedingungen (1 bar, 0°C) beträgt es 22,71 L/mol - das kannst du dir als Referenzwert merken.
Beispiel: Bei einer isothermen Kompression steigt der Druck, während das Volumen abnimmt - die Temperatur bleibt aber konstant.
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Arbeit und Wärme sind die beiden Arten, wie dein System Energie mit der Umgebung austauscht. Arbeit W = F × s entsteht, wenn eine Kraft über eine Strecke wirkt. Wärme Q = C × ΔT wird benötigt, um die Temperatur zu ändern.
Bei isobarer Expansion (konstanter Druck) verrichtet das Gas Volumenarbeit: W = -pΔV. Das Minuszeichen zeigt: Wenn das Gas expandiert, verrichtet es Arbeit an der Umgebung. Bei Kompression wird Arbeit am Gas verrichtet.
Die Wärmekapazität C gibt an, wie viel Energie du brauchst, um die Temperatur um 1 K zu erhöhen. Du unterscheidest zwischen spezifischer (pro kg) und molarer (pro mol) Wärmekapazität.
Rechenbeispiel: Um 1 kg Wasser von 30°C auf 40°C zu erwärmen, brauchst du Q = 4,18 J/g × 1000g × 10K = 41,8 kJ.
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Bei isothermen Prozessen bleibt die Temperatur konstant, aber Druck und Volumen ändern sich. Das Gas kann nur dann bei konstanter Temperatur expandieren, wenn es gleichzeitig Wärme aus der Umgebung aufnimmt.
Kreisprozesse zeigen dir einen wichtigen Effekt: Der Weg macht einen Unterschied! Wenn du ein Gas über verschiedene Zwischenschritte expandierst und wieder komprimierst, ist die Arbeitsbilanz anders, als wenn du den direkten Weg nimmst.
Bei reversibler isothermer Expansion mit unendlich vielen kleinen Schritten erhältst du die maximale Arbeit: W = -nRT ln. Das ist die theoretisch größtmögliche Arbeit, die das Gas verrichten kann.
Wichtig: Reversible Prozesse sind idealisiert - sie laufen unendlich langsam ab und liefern die maximale Arbeit.
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Der erste Hauptsatz ist nichts anderes als der Energieerhaltungssatz: Die innere Energie U eines isolierten Systems bleibt konstant. Energie kann nicht verschwinden, nur umgewandelt werden.
Die zentrale Gleichung lautet: ΔU = Q + W. Die Änderung der inneren Energie entspricht der zugeführten Wärme plus der verrichteten Arbeit. Achte auf die Vorzeichen: Positive Werte bedeuten Energiezufuhr ins System.
Bei isochoren Prozessen ist W = 0, also ΔU = Q_V. Bei isobaren Prozessen definierst du eine neue Zustandsgröße: die Enthalpie H = U + pV. Dann gilt ΔH = Q_p.
Merksatz: Für ideale Gase ist C_p - C_V = R. Die Wärmekapazität bei konstantem Druck ist immer größer als bei konstantem Volumen.
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Adiabatische Prozesse laufen ohne Wärmeaustausch ab . Die gesamte Volumenarbeit wird in innere Energie umgewandelt: ΔU = W. Das Gas kühlt sich bei Expansion ab und erwärmt sich bei Kompression.
Im pV-Diagramm siehst du: Adiabatische Kurven sind steiler als isotherme. Bei adiabatischer Expansion ist die verrichtete Arbeit geringer als bei isothermer, weil das Gas dabei abkühlt und der Druck schneller sinkt.
Isobare Expansion liefert die meiste Arbeit, weil die Temperatur erhöht werden muss, um den Druck konstant zu halten. Adiabatische Expansion die wenigste, weil nur die bereits vorhandene innere Energie genutzt wird.
Beispiel: In einem Dieselmotor wird Luft adiabatisch komprimiert und erwärmt sich dabei so stark, dass der Kraftstoff von selbst zündet.
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Der Carnot-Prozess ist der theoretisch beste Kreisprozess für Wärmekraftmaschinen. Er besteht aus vier Schritten: zwei isotherme und zwei adiabatische Prozesse. Dabei wird Wärme von einem heißen zu einem kalten Reservoir transportiert.
Der Wirkungsgrad η = /T_H = 1 - T_K/T_H hängt nur von den Temperaturen der Reservoire ab. Je größer der Temperaturunterschied, desto effizienter die Maschine. 100% Effizienz ist unmöglich - dazu müsste T_K = 0 K sein.
Derselbe Prozess rückwärts betrieben funktioniert als Wärmepumpe oder Kühlschrank. Dabei wird Arbeit aufgewendet, um Wärme vom kalten zum heißen Reservoir zu transportieren - gegen den natürlichen Wärmestrom.
Realität: Reale Motoren erreichen nur etwa 20-40% des Carnot-Wirkungsgrads, weil irreversible Prozesse auftreten.
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Thermochemie misst die Wärmetönung chemischer Reaktionen mit einem Kalorimeter. Dabei wird eine Substanz in einem isolierten Gefäß verbrannt und die Temperaturänderung des umgebenden Wassers gemessen.
Bei exothermen Reaktionen (ΔH < 0) wird Wärme frei - die Temperatur steigt. Bei endothermen Reaktionen (ΔH > 0) wird Wärme verbraucht - die Temperatur sinkt. Die Reaktionsenthalpie ΔH gibt die Energieänderung pro mol Umsatz an.
Für Reaktionen mit nur festen oder flüssigen Stoffen gilt ΔH ≈ ΔU. Bei Gasreaktionen musst du korrigieren: ΔH = ΔU + ΔnRT, wobei Δn die Änderung der Molzahl der Gase ist.
Beispiel: Die Verbrennung von Wasserstoff H₂ + ½O₂ → H₂O liefert ΔH = -285,82 kJ/mol - eine stark exotherme Reaktion.
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Standardbildungsenthalpien ΔH°f sind Referenzwerte für die Bildung von Verbindungen aus ihren Elementen bei 298 K und 1 bar. Für Elemente in ihrer stabilsten Form ist ΔH°f = 0.
Der Satz von Hess besagt: Die Reaktionsenthalpie hängt nur vom Anfangs- und Endzustand ab, nicht vom Reaktionsweg. Du kannst daher Enthalpieänderungen über Umwege berechnen, auch wenn die direkte Messung schwierig ist.
Verbrennungsenthalpien sind besonders gut messbar. Über die Verbrennung von Graphit und Diamant zu CO₂ kannst du indirekt die Umwandlungsenthalpie von Graphit zu Diamant bestimmen: ΔH° = 1,89 kJ/mol.
Tipp: Tabellenwerke enthalten Bildungsenthalpien für Tausende von Verbindungen - damit lässt sich die Energiebilanz jeder Reaktion berechnen.
Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.
Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.
Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.
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Entdecken Sie die Grundlagen der gradlinigen und gleichförmigen Bewegung sowie die Konzepte der gleichmäßig beschleunigten Bewegung. Diese Zusammenfassung behandelt wichtige Gleichungen wie das Zeit-Weg-Gesetz, die Bedeutung der Steigung im t-v-Diagramm und die Berechnung von Bremswegen. Ideal für Studierende der Physik, die sich auf Prüfungen vorbereiten oder ihr Verständnis der Kinematik vertiefen möchten.
PhysikEntdecken Sie die Grundlagen der gleichförmigen Kreisbewegung, einschließlich der Begriffe Umlaufzeit, Drehzahl und Radialbeschleunigung. Diese Zusammenfassung behandelt die wesentlichen Formeln und Konzepte, die für das Verständnis der Kinematik und Dynamik von Kreisbewegungen erforderlich sind. Ideal für Studierende der Physik, die sich auf Prüfungen vorbereiten oder ihr Wissen vertiefen möchten.
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PhysikEntdecke die physikalischen Grundlagen des Luftwiderstands beim Fallschirmspringen. Diese Zusammenfassung behandelt die Definition des Luftwiderstands, die Einflussfaktoren auf den cw-Wert, die Berechnungsformel und anschauliche Beispiele. Ideal für Physikstudenten, die sich mit Aerodynamik und Bewegungslehre beschäftigen.
PhysikErfahren Sie, wie die Haftreibungszahl zwischen verschiedenen Materialien experimentell bestimmt wird. Diese Studie behandelt die Grundlagen der Gewichtskraft, Hangabtriebskraft und Normalkraft sowie die Herleitung der relevanten Gleichungen. Ideal für Studierende der Mechanik, die die Prinzipien der Kräfte und deren Gleichgewicht verstehen möchten. Enthält detaillierte Versuchsdurchführung, Hypothesenbildung, Auswertung und Fehleranalyse.
PhysikEntdecken Sie die Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie, einschließlich Zeitdilatation, Längenkontraktion, relativistischer Masse und Impuls sowie der Äquivalenz von Masse und Energie. Diese Zusammenfassung bietet eine klare Erklärung der zentralen Konzepte und Formeln, die für das Verständnis der Relativität unerlässlich sind.
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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
iOS user
Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!
Jana V
iOS user
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
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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
Android user
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
iOS user
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
Android user
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
iOS user
Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!
Jana V
iOS user
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
Android user
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
Android user
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
Android user
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
iOS user
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
Android user
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
iOS user
