Hoofdwetten van de thermodynamica, warmtemotoren en entropie, voor een natuurkundecursus op universitair niveau.
41 kaarten · basiskaarten · Door AI geschreven, twee keer gecontroleerd. Pas alles aan.
- Wat zegt de eerste hoofdwet van de thermodynamica?
Toon antwoord
Energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd, alleen omgezet van de ene vorm in de andere. In een systeem is de verandering van de interne energie gelijk aan de toegevoegde warmte min de arbeid die het systeem verricht.
- Schrijf de eerste hoofdwet van de thermodynamica als vergelijking.
Toon antwoord
ΔU = Q - W, waarbij ΔU de verandering van de interne energie is, Q de aan het systeem toegevoegde warmte en W de arbeid die het systeem verricht.
- Definieer de interne energie van een thermodynamisch systeem.
Toon antwoord
De totale energie in een systeem als gevolg van de willekeurige beweging van de moleculen, zonder de macroscopische kinetische en potentiële energie.
- Definieer entropie.
Toon antwoord
Een maat voor de wanorde of willekeur in een systeem, gerelateerd aan het aantal microscopische toestanden dat een systeem kan aannemen bij een gegeven macroscopische toestand.
- Wat zegt de derde hoofdwet van de thermodynamica?
Toon antwoord
De entropie van een perfect kristal bij het absolute nulpunt (0 K) is nul. Naarmate de temperatuur het absolute nulpunt nadert, nadert de entropie een constant minimum.
- Formuleer de nulde hoofdwet van de thermodynamica.
Toon antwoord
Als twee systemen elk in thermisch evenwicht zijn met een derde systeem, dan zijn ze ook onderling in thermisch evenwicht. Hierdoor is temperatuur te definiëren als een fundamentele grootheid.
- Hoeveel is het absolute nulpunt in kelvin?
Toon antwoord
0 K, ongeveer gelijk aan -273,15 graden Celsius of -459,67 graden Fahrenheit.
- Definieer een reversibel proces in de thermodynamica.
Toon antwoord
Een proces waarbij het systeem voortdurend in evenwicht blijft en dat omgekeerd kan worden door oneindig kleine veranderingen van de uitwendige omstandigheden, zodat zowel het systeem als de omgeving terugkeren naar hun begintoestand.
- Definieer een irreversibel proces in de thermodynamica.
Toon antwoord
Een reëel proces waarbij het systeem niet in evenwicht is en dat niet kan worden omgekeerd zodat zowel het systeem als de omgeving terugkeren naar hun begintoestand.
- Wat is warmte in de thermodynamica?
Toon antwoord
Energieoverdracht tussen een systeem en zijn omgeving door een temperatuurverschil. Warmte stroomt spontaan van een hogere naar een lagere temperatuur.
- Wat is arbeid in de thermodynamica?
Toon antwoord
Energieoverdracht doordat een kracht over een afstand werkt. In de thermodynamica gaat het meestal om expansie- of compressiearbeid die door of op een gas wordt verricht.
- Wat is een isotherm proces?
Toon antwoord
Een thermodynamisch proces waarbij de temperatuur de hele tijd constant blijft. Voor een ideaal gas geldt ΔU = 0, dus Q = W.
- Wat is een adiabatisch proces?
Toon antwoord
Een thermodynamisch proces waarbij geen warmte wordt uitgewisseld tussen het systeem en de omgeving (Q = 0). De verrichte arbeid is gelijk aan de verandering van de interne energie (W = -ΔU).
- Wat is een isobaar proces?
Toon antwoord
Een thermodynamisch proces bij constante druk. De arbeid die het gas verricht is W = P maal ΔV.
- Wat is een isochoor (isovolumetrisch) proces?
Toon antwoord
Een thermodynamisch proces bij constant volume (ΔV = 0). Er wordt geen arbeid door of op het gas verricht (W = 0).