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Universität/Hochschule Freie Enthalpie
physics100
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  Themenstart: 2022-01-24

Hallo an alle! Ich stecke schon seit Tagen bei einer Aufgabe fest, obwohl ich die Lösungen dazu habe. Mir kommt vor, dass die Lösungen nicht ganz richtig sind bzw. nicht vollständig sind. Ich kann aber auch falsch liegen. Beim ersten Teil der Aufgabe, bei der Berechnung von dG(T1) kommt ja als Ergebnis 501,06 heraus laut den Lösungen, aber ich hab da ein anderes Ergebnis. Ich kann mir aber nicht erklären, warum meine Lösung falsch sein sollte. (Meinen rechenweg habe ich hochgeladen.). Des Weiteren kann ich die Aufgabe a) nicht nachvollziehen. Wie hätte ich erkennen können, dass es sich hierbei um einen isobaren Prozess handelt? In den VO wurde kurz begründet, dass Schwingungsfreiheitsgrade anregbar sind und man dementsprechend mit cp rechnen muss. Aber verstanden habe ich das ganze immer noch nicht. Außerdem soll man bei a) die freie Enthalpie G berechnen, aber hier wurde in den Lösungen nur d cp berechnet. Muss man da nicht die Differenz der beiden Temperaturen noch multiplizieren um auf dH zu kommen? Und dann muss man ja dH in die Gibbs Helmholtz Gleichung einsetzen, oder? Lieg ich da falsch? Über eine Rückmeldung würde ich mich wirklich sehr freuen, da ich schon seit tagen daran gefesselt bin. https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/b/54385_136D00F3-9384-4201-8B74-AA349DE9037F.jpeg https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/b/54385_F1F1B7FE-0665-4F49-B9A2-96B5073728BC.jpeg https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/b/54385_96D33946-EC08-4322-8E79-48110F514B7D.jpeg


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physics100
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  Beitrag No.1, vom Themenstarter, eingetragen 2022-01-25

Kann mir wirklich niemand weiterhelfen?


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Spock
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  Beitrag No.2, eingetragen 2022-01-26

Hallo! Daß bisher noch niemand geholfen hat, liegt wahrscheinlich an Deinen etwas verwirrend zusammengestellten eingescannten Aufschrieben. Mir fehlt zunächst die eigentliche Aufgabenstellung, wie lautet die komplett und im Originalwortlaut? Und das was oben in gedruckten Rot steht, sind das "offizielle" Lösungshinweise, oder stammen die von Dir? Grüße Juergen


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physics100
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  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2022-01-27

Tut mir leid, das habe ich vollkommen übersehen. Die vollständige Aufgabenstellung lautet: Bestimmen Sie die freie Standardreaktionsenthalpie bei T=375 K (ΔrH (375 K)) für die Reaktion: 2 CO(g) + O2 → 2 CO2 aus den Werten von ΔrG (298K) und ΔrH(298K) mit Hilfe der Gibbs-Helmholtz-Gleichung. Berechnen Sie dazu erst die Standardreaktionsenthalpie und die freie Standardreaktionsenthalpie aus den Bildungsenthalpien der Reaktionsteilnehmer (die Werte wurden aus einer Tabelle entnommen, die ich hier nicht hochladen werde) Lösen Sie anschließend die Gibbs-Helmholtz-Gleichung für zwei verschiedene Fälle: a) Nehmen Sie ΔH als t-unabhängig an. b) Gehen Sie von folgendem t-abhängigen Verhalten aus: ∆H(T) = ∆Hθ(298K) + (T − 298K) ∙ ∆Cp (Die Wärmekapazitäten lassen sich aus den Freiheitsgraden berechnen, wobei angenommen werden soll, dass bei den betrachteten Temperaturen bei CO2 ein Vibrationsfreiheitsgrad angeregt werden kann, bei CO und O2 keiner.) Und alle Lösungen sind in rot, Das was nicht rot ist, habe ich geschrieben. Und meine Fragen lauten: Beim ersten Teil der Aufgabe, bei der Berechnung von dG(T1) kommt ja als Ergebnis 501,06 heraus laut den Lösungen, aber ich hab da ein anderes Ergebnis. In der Lösung steht 1/To - 1/T1, und ich hab´die beiden getauscht, also mit 1/T1-1/T0 gerechnet. Wieso stimmt meins nicht? Warum muss ich die beiden T1 und T0 vertauschen? Also ich kann mir nicht erklären, warum meine Lösung falsch sein sollte. (Meinen rechenweg habe ich hochgeladen.). Des Weiteren kann ich die Aufgabe a) nicht nachvollziehen. Wie hätte ich erkennen können, dass es sich hierbei um einen isobaren Prozess handelt? In der VO wurde kurz begründet, dass Schwingungsfreiheitsgrade anregbar sind und man dementsprechend mit cp rechnen muss. Aber verstanden habe ich das ganze immer noch nicht. Außerdem soll man bei a) die freie Enthalpie G berechnen, aber hier wurde in den Lösungen nur d cp berechnet. Muss man da nicht die Differenz der beiden Temperaturen noch multiplizieren um auf dH zu kommen? Und dann muss man ja dH in die Gibbs Helmholtz Gleichung einsetzen, oder? Ich wäre wirklich sehr froh, wenn ich endlich mal die Aufgabe verstehen könnte. Daher würde ich mich über eine Rückmeldung sehr freuen.


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Spock
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  Beitrag No.4, eingetragen 2022-01-27

Hallo physics100, dann will ich mal eine Rückmeldung versuchen, damit Du dich freuen kannst, :-) Die eine Frage zur a) kann ich Dir hoffentlich schnell beantworten: Ausgangspunkt ist die Gibbs\-Helmholtz in der Form (pdiff( ,T) (\D G)/T)_p=-\D H 1/T^2 Ich gehe mal davon aus, daß Du diese Gleichung so akzeptieren kannst. Beide Seiten dieser Gleichung lassen sich formal nach T integrieren, wobei die untere Grenze T_0, und die obere Grenze T_1 ist, so sind die Bezeichnungen. Das Integral auf der linken Seite ist schnell hingeschrieben, und wenn die Enthalpie unabhängig von T ist, kann man auch die rechte Seite mit den entsprechenden Integrationsgrenzen integrieren, Zwischenergebnis: (\D G(T_1))/T_1-(\D G(T_0))/T_0=-\D H int(1/T^2,T,T_0,T_1) An dieser Stelle kannst Du bestimmt alleine weitermachen, und erkennst, wo bei Dir der Vorzeichendreher liegt. Grüße Juergen


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Spock
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  Beitrag No.5, eingetragen 2022-01-27

Hallo, zu Deiner nächsten Frage: \quoteon(2022-01-27 14:15 - physics100 in Beitrag No. 3) ... Und meine Fragen lauten: ... Des Weiteren kann ich die Aufgabe a) nicht nachvollziehen. Wie hätte ich erkennen können, dass es sich hierbei um einen isobaren Prozess handelt? ... \quoteoff Die Formulierung "Reaktionsenthalpie" legt die starke Vermutung nahe, daß es sich um einen isobaren Prozess handelt, denn viele chemische Reaktion laufen bei konstantem Druck ab. Deshalb nehmen die Chemiker die Enthalpie gerne als Rechengröße, sie vereinfacht sich ja wegen dp=0 dann auch etwas Grüße Juergen


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physics100
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  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2022-01-27

Erstmal vielen Dank für deine Rückmeldung Spock! Es hat mich wirklich gefreut, dass ich eine Antwort bekommen habe. Aber leider muss ich zugegeben, dass ich die Stelle mit der Vorzeichenänderung nicht verstanden habe. Ich kann immer noch nicht nachvollziehen, warum 1/To - 1/T1, wenn T1 die obere Grenze ist, dann müssen wir doch die beiden vertauschen, also 1/T1 - 1/To? Das will mir einfach noch nicht einleuchten.


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Spock
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  Beitrag No.7, eingetragen 2022-01-28

Hallo physics100, dann versuchen wir es Schritt für Schritt Eine Stammfunktion von 1/T^2 ist doch -1/T, d.h. int(1/T^2,T,T_0,T_1)=stammf(-1\/T,T_0,T_1)=-stammf(1\/T,T_0,T_1)=-(1/T_1-1/T_0)=1/T_0-1/T_1 Zu berechnen war ja \(schau nochmal in Beitrag No.4) -\D H int(1/T^2,T,T_0,T_1) und dann ist das Ergebnis klar? Grüße Juergen


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physics100
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  Beitrag No.8, vom Themenstarter, eingetragen 2022-01-29

Jetzt habe ich´s verstanden, vielen lieben Dank! Der Fehler lag beim Integrieren. Ich habe vergessen durch -1 zu teilen, also hatte ich hier ein Vorzeichenfehler. Ich hätte aber noch eine Frage: bei a) soll man die freie Enthalpie G berechnen, aber hier wurde in den Lösungen nur d cp berechnet. Muss man da nicht die Differenz der beiden Temperaturen noch multiplizieren um auf dH zu kommen? Und dann muss man ja dH in die Gibbs Helmholtz Gleichung einsetzen? Mir kommt die Rechnung unvollständig vor.


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physics100
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  Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2022-01-29




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Spock
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  Beitrag No.10, eingetragen 2022-02-01

Hallo physics100, ich bin nicht sicher ob ich Dich richtig verstehe, aber die \(Muster\-)Lösung ist in Ordnung so. Wenn Du \D\.c_p noch mit irgendwelchen Temperaturen multiplizierst, stimmt es ja mit den Einheiten schonmal nicht mehr. Unter Umständen verwirrt Dich die Schreibweise " \D\.H, \D\.G ", usw.? Grüße Juergen


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