Klausuren Thermodynamik

Klausuren Thermodynamik - Aufgaben und Formelsammlungen

Liebe Studentin, Lieber Student, hier findest Du Klausuren aus älteren Semestern von verschiedenen Fachhochschulen, Hochschulen und Universitäten. Außerdem findest Du auch einige Aufgabenlisten, teilweise mit Lösungen. Am Ende der Liste findest Du auch einige Formelsammlungen.

Falls Du eine Online Nachhilfe für Thermodynamik benötigst kannst Du diese kostenpflichtig über die Startseite buchen. 

Klausuren Thermodynamik Ruhr Universität Bochum (RUB)

In dem nachfolgenden PDF´s findest Du einige Klausuren zur Thermodynamik von der Ruhr Universität Bochum (RUB)

PDF: Klausuren Thermodynamik Ruhr Uiversität Bochum

Klausur von der Hochschule Landshut

Das nachfolgende PDF enthält eine Prüfung für Technische Thermodynamik der Hochschule Landshut.

PDF: Klausur Technische Thermodynamik Hochschule Landshut

Einsendeaufgabe Wilhelm Büchner Hochschule Darmstadt

Hier findest Du eine Einsendeaufgabe von der Wilhelm Büchner Hochschule in Darmstadt aus dem Fachbereich Technische Thermodynamik und Fluidmechanik. 

PDF: Einsendeaufgabe Wilhelm Büchner Hochschule Darmstadt

Übung zu Physik für molekulare Biologie

Diese beiden Physik Übungen enthalten die Themen:

  • Thermodynamische Potentiale (Teil 1)
  • Innere Energie und freie Energie des Photonengases, Legendre-Transformation (Teil 1)
  • Druck-Volumenkurve für einen Luftballon (Teil 1)
  • Druck-Volumenkurve für einen Luftballon (Teil 2)
  • Spezifische Wärme (Teil 2)
  • Skalenabschätzungen (Teil 2)
  • Transportprozesse – Instationäre Wärmeleitung (Freiwillige Aufgabe) (Teil 2)

PDF Teil 1: Übung zu Physik für molekulare Biologie
PDF Teil 2: Übung zu Physik für molekulare Biologie 2

Aufgabenliste Technische Wärmelehre Technische Universität Berlin

Das folgende PDF enthält eine Aufgabenliste inklusive Lösungen Technische Wärmelehre Technische Universität Berlin

PDF: Technische Wärmelehre Aufgabensammlung

8 Aufgaben Intelligente Energiesysteme

Das nachfolgende PDF enthält 8 Aufgaben zum Thema Intelligente Energiesysteme

PDF: Aufgabenliste Intelligente Energiesysteme

7 Übungsaufgaben für Thermodynamik

Aufgabe 1:

a) Wie kann man die Masse m eines bekannten Stoffes in kg aus der Stoffmenge in kmol

ermitteln? Bitte geben Sie die Bestimmungsgleichung mit Einheiten an!

b) Wie kann das molare Volumen Vm aus dem absoluten Volumen V berechnet werden?

c) Wie hängen die molare Gaskonstante Rm und die spezielle (stoffspezifische)

Gaskonstante Ri zusammen? Geben Sie für beide Gaskonstanten jeweils die zugehörige Einheit an.

d) Wie ist Reversibilität im thermodynamischen Sinne definiert?

Aufgabe 2:

a) Welches Vorzeichen hat die Volumenänderungsarbeit bei einer Expansion im adiabaten

System aus systemegoistischem Standpunkt?

ANTWORT: Negativ

b) Eine Kolbenexpansionsmaschine entspannt Luft polytrop mit dem Polytropenexponenten

n = 1,1. Wird dabei Wärme aufgenommen oder abgegeben? Steigt oder sinkt die

Temperatur der Luft?

ANTWORT: Es wird Wärme aufgenommen. Die Temperatur sinkt

c) Welche Zustandsänderung verläuft im p,V-Diagramm als gleichseitige Hyperbel

(symmetrisch zur Winkelhalbierenden)?

ANTWORT: Isotherme Zustandsänderung

d) Was stellt die Fläche der Aufgabe c) unter der Zustandsänderung bis zur p-Achse dar?

ANTWORT: Die Dissipationsarbeit

e) Wie ändern sich bei der Zustandsänderung der Aufgabe c) die innere Energie U und

Enthalpie H?

ANTWORT: Die innere Energie U und die Enthalpie H ändern sich bei der isothermen Zustandsänderung (T=const) nicht, da sie temperaturabhängig sind.

Aufgabe 3:

Ein geschlossenes System vom Zustand 1 mit einem Volumen von 5 m³ enthält Druckluft
(R = 287,1 J/kgK;  = 1,4) bei einem Druck von 5 bar und 300 K. Sein Volumen wird isobar von 5 m³ auf 3 m³ verringert (Zustand 2).

  1. Wie groß ist die aufgenommene oder abgegebene technische Arbeit?
  2. Wie hoch ist die Temperatur im Zustand 2?

c) Wie groß ist die aufgenommene oder abgegebene Wärme

Ausgehend vom Zustand 1 (V = 5 m3, p = 5 bar) wird die Luft nun adiabat auf das Volumen 3 m³ komprimiert.

d) Wie groß ist die übertragene Wärme?
e) Wie groß ist nun die Endtemperatur?

f) Wie groß ist der Enddruck?

g) Welche spezifische Volumenänderungsarbeit wurde aufgenommen oder abgegeben?

Ausgehend vom Zustand 1 (V = 5 m³, p = 5 bar) wird die Luft nun polytrop mit 1 < n <  auf das Volumen 3 m³ komprimiert.

h) Zeichnen Sie in ein gemeinsames p,v-Diagramm qualitativ, die isobare, die adiabate
und die polytrope Verdichtung von 5 m³ auf 3 m³ ein.

  1. Bei welcher der drei Zustandsänderungen ist die Endtemperatur am höchsten?

j) Bei welcher der drei Zustandsänderungen ist die Volumenänderungsarbeit am kleinsten?

Aufgabe 4:

Welche Maschinen liegen jeweils bei
a) rechtslaufenden Kreisprozessen bzw.
b) linkslaufenden Kreisprozessen vor,
was geschieht jeweils in ihr, welche jeweilige Aufgabe hat sie, welches ist die jeweilige Nutzenergie?

Aufgabe 5:

Ein einfacher Jouleprozess ohne Wärmerückführung soll mit dem Druckverhältnis p2/p1 = 4,0 und der höchsten Prozesstemperatur von t3 = 650°C arbeiten. Arbeitsmittel ist Luft (R = 287,1 J/kgK; cp = 1,005 kJ/kgK) mit p1 = 1,0 bar und t1 = 20 °C. Beschreibung des Prozesses: Die Luft vom Zustand 1 wird in einem Verdichter adiabat auf p2 verdichtet. Ihr wird in der Brennkammer anschließend isobar Wärme zugeführt bis zum Zustand 3. Das heiße Hochdruckgas entspannt sich adiabat in der Turbine bis zum Zustand 4 ehe es durch Abströmen wieder ins Gleichgewicht wird mit der Umgebung gebracht wird. Bestimmen Sie

a) Drücke in bar und Temperaturen in °C in den Zustandspunkten 2,3 und 4

b) den thermischen Wirkungsgrad

c) die spezifische zuzuführende Wärme qzu

d) die Prozessarbeit wk

Aufgabe 6:

In einem Heizkraftwerk wird überhitzter Wasserdampf vom Zustand 1 (p1 = 100 bar; T1 = 550 °C) in einer Dampfturbine isentrop auf den Zustand 2 auf p2 = 3 bar entspannt. Anschließend wird der entstandene Nassdampf vollständig isobar kondensiert (Zustand 3).

a) Wie groß ist die spezifische Enthalpie im Zustand 1?

b) Wie groß sind der der Dampfgehalt und die spezifische Enthalpie im Zustand 2?

c) Wie groß ist die spezifische abgegebene technische Arbeit der Dampfturbine?

d) Welche Leistung der Dampfturbine in MW ergibt sich bei einem Wassermassendurchsatz

von ṁ = 22,94 𝑘𝑔/𝑠?

e) Wie groß ist die spezifische Wärme, die im Kondensator abgeführt werden muss?

Aufgabe 7:

a) Welche Arten der Wärmeübertragung sind möglich?

ANTWORT: Wärmeleitung, konvektiver Wärmeübergang, Wärmestrahlung

b) Bei Wärmeleitung wird der Wärmestrom berechnet zu A(t1 − t2). Erläutern sie mit

Hilfe einer Skizze alle verwendeten Größen samt der jeweiligen Einheit.

c) Für welche Art der Wärmeübertragung wird die Formel =∝ A(tf − tw) verwendet?

Welche Einheit hat ∝ ? Wovon ist diese Größe abhängig?

Die Formel wird zur Ermittlung des konvektiven Wärmeübergangs verwendet. α ist der Wärmeübergangskoeffizient mit der Einheit und hängt von den Stoffeigenschaften und dem Strömungszustand des Fluids sowie der Form der Heizfläche ab.

Wasserdampftafel:

Formelsammlungen Thermodynamik

Diese Formelsammlung enthält die Formeln für:

  • Spezifisches Volumen 
  • Dichte
  • Isotherm, Isobar, Isochor
  • Allgemeine Gasgleichung
  • Molvolumen
  • Wärmemenge
  • Arbeit
  • Volumenarbeit reversibler Prozesse
  • Volumenarbeit irreversibler Prozesse
  • Änderung innerer Energie
  • Abgasanalyse

PDF: Formelsammlung Thermodynamik