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Physikalische Chemie by SciFox
Germany
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PhysChemBasics:
Physikalische Chemie⚗️. Erklärt so einfach wie möglich. Aber nicht einfacher.
Dieser Kanal von Sci🦊Fox wurde am 4.12.2013 aufgenommen in CZcams EDU ( czcams.com/users/education_channels ) und beinhaltet Tutorials aus vielen Bereichen der Physikalischen Chemie.
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Wie können wir Spannung & Stromstärke bei galvanischen Zellen & Elektrolysen berechnen?
Mehr über Physikalische Chemie finden Sie in den Büchern von SciFox::
1-Semester-Kurs: Physikalische Chemie kompakt amzn.to/3NNWFTg
Physical Chemistry in a nutshell amzn.to/48i2QaE
3-Semester-Kurs: PhysChemBasics amzn.to/3NOcnOj
Nachschlagewerke Thermodynamik amzn.to/47iFwrV
Kolloide und Grenzflächen amzn.to/48Ez5Aq
(Signierung/Widmung der Bücher möglich; Anfragen an SciFox@web.de)
Ausrüstung
Gimbal Kamera: (DJI Osmo) amzn.to/3H19o1t
360° Kamera: (Insta) amzn.to/3NMp0cF
Stativ: (Rollei) amzn.to/3S294pb
Licht: (Godox) amzn.to/3vjxfXs
Mikrofon: (Rode) amzn.to/41Jqbj1
Laptop : (Macbook) amzn.to/3TKshgn
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Video
Wie bewegen sich Ionen in Elektrolyten? "Elektrische Leitfähigkeit"
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Wie beschreiben wir die Kinetik komplexerer Reaktionen? "Reaktionsmechanismen"
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Wie beschreiben wir die Geschwindigkeit einer einfachen Reaktion? "Reaktionskinetik"
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Wie lesen wir Phasendiagramme von 2-K-Systemen? "Binodalen, Konoden & invariante Punkte"
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Worin unterscheiden sich Lösemittel und Lösung? "Kolligative Eigenschaften"
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Wie beschreiben wir Phasengleichgewichte? "Dampfdruck, Absorption und Extraktion"
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Wo liegt das Gleichgewicht und wie können wir es verschieben? "Gleichgewichtskonstanten"
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Sind Energie und Entropie mit uns? "Thermodynamischer Antrieb eines Prozesses"
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Wie schnell gelangen wir ins Gleichgewicht & wieviel Arbeit können wir dabei gewinnen?
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Wie können wir gasförmige Systeme makroskopisch & mikroskopisch beschreiben? "Ideale & reale Gase"
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Wie betrachten wir die Welt thermodynamisch? "Zustände und Zustandsänderungen"
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Videoreihe "Basiswissen Physikalische Chemie" - Vorstellung eines Inverted Classroom Projekt
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Ganz kurze Vorstellung des Dozenten
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Sag "Hi" zur Physikalischen Chemie
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Thermodynamische Zustandsflächen (Maxwellsche bzw. Gibbssche USV-Fläche; Thomsonsche pVT-Fläche)
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Thermodynamische Zustandsflächen (Maxwellsche bzw. Gibbssche USV-Fläche; Thomsonsche pVT-Fläche)
PCIIK04 Klausuraufgabe: Enthalpie einer Zellreaktion; Leerlaufspannung (EMK) und Thermodynamik
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Satz von Hess, Thermochemie, Reaktionsenthalpie (Klausuraufgabe 7)
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Kolligative Eigenschaften, van´t Hoffscher Faktor, Osmolalität, Siedepunkt (Klausuraufgabe 8)
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Kolligative Eigenschaften, van´t Hoffscher Faktor, Osmolalität, Siedepunkt (Klausuraufgabe 8)
Phasendiagramm mit invarianten Punkten, Eutektikum, Eutektoid, Hebelgesetz (Klausuraufgabe 6)
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Phasendiagramm mit invarianten Punkten, Eutektikum, Eutektoid, Hebelgesetz (Klausuraufgabe 6)
Absorption und Dampfdruck, Gesetze von Henry, Clausius-Clapeyron (Klausuraufgabe 10)
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Absorption und Dampfdruck, Gesetze von Henry, Clausius-Clapeyron (Klausuraufgabe 10)
PCIK04 Klausuraufgabe: ideales Zweikomponentensystem, Erstellung eines Siedediagramms
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PCIIK02 Klausuraufgabe: Reaktion Zweiter Ordnung, integriertes Geschwindigkeitsgesetz
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PCIIK02 Klausuraufgabe: Reaktion Zweiter Ordnung, integriertes Geschwindigkeitsgesetz
PCKII05 Ermittlung von Reaktionsordnung & Geschwindigkeitsgesetz aus Anfangsgeschwindigkeiten
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PCKII05 Ermittlung von Reaktionsordnung & Geschwindigkeitsgesetz aus Anfangsgeschwindigkeiten
PCIIK09 Klausuraufgabe: Hittorfsche Zelle & Überführungszahlen; Elektrolyse; Anoden- & Kathodenraum
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PCIIK09 Klausuraufgabe: Hittorfsche Zelle & Überführungszahlen; Elektrolyse; Anoden- & Kathodenraum
Isotherme Kompression eines idealen Gases; Boyle-Mariotte und 1. Hauptsatz (Klausuraufgabe 5)
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Isotherme Kompression eines idealen Gases; Boyle-Mariotte und 1. Hauptsatz (Klausuraufgabe 5)
Kinetische Gastheorie, Maxwell-Boltzmann, mittlere Geschwindigkeit (Klausuraufgabe 9)
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Kinetische Gastheorie, Maxwell-Boltzmann, mittlere Geschwindigkeit (Klausuraufgabe 9)
PCIIK03 Klausuraufgabe: Diffusionsgeschwindigkeit, Konzentrationsprofil, 1. und 2. Ficksches Gesetz
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PCIIK03 Klausuraufgabe: Diffusionsgeschwindigkeit, Konzentrationsprofil, 1. und 2. Ficksches Gesetz
PCIIK 08 Geschwindigkeitskonstante und Aktivierungsenergie
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PCIIK 08 Geschwindigkeitskonstante und Aktivierungsenergie
PCIIK 07 Kinetik komplexer Reaktionen
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PCIIK 07 Kinetik komplexer Reaktionen
Wichtig vor PC Klausur
Vielen Dank 🤗
was ist d und was ist dt??
Während einer Reaktion ändern sich üblicherweise die Konzentrationen der beteiligten Stoffe c (oder [i]) mit der Zeit t. Wenn man graphisch c gegen t aufträgt, entspricht die Steigung der Kurve der Reaktionsgeschwindigkeit r. Mathematisch wird die Steigung auch 1. Ableitung der Kurve genannt, durch den sog. Differentialquotienten beschrieben und mit dc/dt abgekürzt.
ich bin bereit vorzeitig abzuleben.
Vielen Dank für Ihre tollen Videos. Die helfen mir extrem weiter. Eine Frage zum Begriff "isotherm": Wenn man daovn redet, dass ein Prozess thermisch stationär abläuft, dann ist damit gemeint, dass das Temperaturfeld im Raum mit der Zeit 𝑡 konstant bleibt. Aber das Temperaturfeld kann sich bei thermisch stationären Prozessen mit dem Ort verändern. Sehe ich es richtig, dass mit "isotherm" gemeint ist, dass das Temperaturfeld in Raum UND Zeit konstant bleibt?
"Isotherm" wird in der Thermodynamik mit mehreren Bedeutungen benutzt. Im einfachsten Fall sagt der Begriff aus, dass Anfangs- und Endzustand identische Temperaturen besitzen. Bsp.: Wasserstoff und Sauerstoff (Knallgas) als Anfangszustand bei 25 °C; flüssiges Wasser als Reaktionsprodukt und Endzustand ebenfalls bei 25°C. Ob und wie sich die Temperatur während des Prozesses ändert, ist für sämtliche Zustandsgrößen-Änderungen (delta V, delta p, delta G, delta H, delta S, usw.) irrelevant. Wenn hingegen von einem isothermen (insbesondere: isotherm reversiblen) Prozess gesprochen wird, heißt dies, dass auf dem Weg von Anfangs- zu Endzustand die Temperatur überall konstant ist. (gedanklicher Grenzfall). Wenn die Temperatur zeitlich konstant ist, aber sich mit dem Ort ändert, würde ich dies allerdings nicht mehr als isotherm bezeichnen, sondern als "stationäres Temperaturprofil" bezeichnen.
@@PhysikalischeChemie das heißt bei einem isothermen Prozess ist die Temperatur sowohl räumlich als auch zeitlich konstant?
@@back2back135 diesen Satz würde ich bejahen.
@@PhysikalischeChemie Ich danke Ihnen.
Zu 2:26 Die Konzentration des flüssigen Wassers wird als Molenbruch x formuliert und ist dementsprechend 1. Dann muss man doch aber auch die Konzentration des gasförmigen Wassers als Molenbruch x formulieren. Man kann doch nicht einfach die Konzentration einer Komponente mithilfe des Molenbruchs beschreiben und die einer anderen mithilfe des Partialdrucks? 🤔 Es gibt verschiedene Gleichgewichtskonstanten. Je nachdem ob man einen Konzentrationsbezug K_c= ∏_(von i=1 bis n) c_i^(ν_i ) mit ∏: großes Pi für das Produktzeichen ν_i : stöchiometrischer Koeffizient der Komponente i einen Partialdruckbezug K_p=∏_(von i=1 bis n) p_i^(ν_i ) oder einen Molenbruchbezug K=∏_(von i=1 bis n) x_i^(ν_i ) wählt. Aber man kann doch nicht einfach eine Komponente mit dem Molenbruch beschreiben und die andere mit dem Partialdruck. Was man höchstens machen kann, ist sowas wie die p_i in K_p durch p*n_i/n ausdrücken oder ähnliches. Oder sehe ich etwas falsch?
Prinzipiell kann man zwar die Gleichgewichtskonstante mit beliebigen Einheiten formulieren. Bei der sog. Thermodynamischen Gleichgewichtskonstanten gelten aber bestimmte Regeln bezüglich des Konzentrationsmaßes und der Einheit: - gasförmige Stoffe müssen mit ihrem Partialdruck in bar berücksichtigt werden - gelöste Stoffe müssen mit ihrer Molarität in mol/L berücksichtigt werden - kondensierte Stoffe (Flüssigkeiten und Feststoffe) müssen mit ihrem Molenbruch in mol/mol berücksichtigt werden. Nur bei Einhalten dieser Konventionen erhält man einen Zahlenwert für die Gleichgewichtskonstante, der z.B. auch mit den thermodynamischen Gleichungen in den Standardantrieb delta(G)° umgerechnet werden kann. Beispiele finden Sie z.B. in meinem Buch Kapitel 5.8 "Wie formulieren wir die thermodynamische Gleichgewichtskonstante?"
Alter WTF
wär bombe wenn noch entropie dabei behandelt werden würde
Eine Sache verstehe ich nicht: Laut dem zweiten Hauptsatz gilt dS_univ = dS_sys + dS_sur ≥ 0 (1) mit univ: Universum sys: System sur: surrounding. (1) gilt für jeden Prozess, egal ob spontan oder erzwungen. Nun ist (1) unter isobaren, isothermen Bedingungen äquivalent zu -T_sys ∙ dS_univ = dH_sys - T_sys ∙ dS_sys ≤ 0 (2). Wir schreiben (2) mithilfe der Definition von G als (dG)_T,p ≤ 0 (3). Unter isobaren, isothermen Bedingungen ist (1) äquivalent zu (3). Da (1) für jeden Prozess gilt, egal ob spontan oder erzwungen, müsste das doch auch für (3) gelten. Aber ich lese immer wieder sowas wie, dass (3) für spontane Prozesse gilt. Aber warum das "spontan" wenn doch (3) für ALLE Prozesse gilt?
Bei der Umformung von (1) nach (2) wird die Entropie der Umgebung dS_sur mit dem Term (-dH_sys/T_sys) gleichgesetzt. Dies ist nur gültig für isotherme, isobare, spontane Prozesse. Spontan im thermodynamischen Sinn meint, dass keine Nutzarbeit beim Prozess vorkommt (also keine andere Arbeit außer Druck-Volumenarbeit). Nur in diesem Sonderfall ist die Wärme, welche mit der Umgebung ausgetauscht wird, gleich der Enthalpieänderung des Systems. Gleichung (3) gilt also nur für spontane Prozesse. Sie gilt z.B. nicht für reversible isobare isotherme Prozesse, bei denen die maximale Nutzarbeit gewonnen wird oder für "erzwungene" Isobare isotherme Prozesse, bei denen Nutzarbeit zugeführt wird.
@@PhysikalischeChemie ach ja stimmt. An einer Stelle habe ich dQ_sys = dH_sys benutzt um von (1) nach (2) zu kommen. Hierbei steht ja das dQ_sys für eine isobare SPONTANE Wärme. An dieser Stelle fließt das "spontan" rein. Vielen Dank!
sehr verständlich nur leider fehlen mir ein paare Diagramme
super erklärt, danke
genial
Ich wollte nochmal zu 2:27 was fragen: Wenn sich die Temperatur ändert, dann ändert sich auch die thermische Energie. Die Umkehrung gilt auch oder? Also wenn sich die thermische Energie ändert, dann ändert sich auch die Temperatur.
Tatsächlich sind Temperatur und thermische Energie ein und dasselbe; beide Aussagen sind also korrekt. Temperatur ist eine Größe, die man leicht makroskopisch messen kann. Die thermische Energie ist die Erklärung der Temperatur auf molekularer Ebene.
Kann nicht einfach die Wasser anziehende Eigenschaft der der Kochsalz Lösung als Ursache postuliert werden?
wie bei vielen physikalischen Phänomenen gibt es verschiedene Ansätze zur Erklärung des osmotischen Drucks. Häufig wird mit der Energie argumentiert ("Wassermoleküle fühlen sich energetisch wohler in einer Kochsalzlösung als in reinem Wasser"), aber eine Erklärung über Kräfte ist ebenso legitim ("auf die Wassermoleküle wirkt eine Diffusions-Kraft in Richtung der Kochsalz-Lösung")
Danke für das tolle Video. Könnten Sie mir sagen ob folgender Gedankengang korrekt ist bitte: Wir haben die Begriffe Temperatur, Wärme, thermische Energie und innere Energie zu unterscheiden. Innere Energie bezeichnet alle Energieformen, die im inneren eines Systems gespeichert sind. Eine von diesen Energieformen ist die thermische Energie. Als thermische Energie bezeichnet man die Bewegungsenergie der Teilchen, die sich aus der ungeordneten Teilchenbewegung ergibt. Die Temperatur ist ein Maß für diese „ungeordnete“ Bewegungsenergie eines Teilchens in einem Stoff. Nur die Bewegungsenergie (also thermische Energie) ist direkt mit der Temperatur verknüpft und die thermische Energie ändert sich genau dann, wenn sich die Temperatur ändert. Temperatur, thermische Energie und innere Energie können also mit dem Inhalt des betrachteten Systems assoziiert werden bzw. haben mit diesem zutun. Wärme hingegen ist nochmal anders. Wärme bezeichnet nur den Prozess des Energietransports von einem heißen Gegenstand auf einen kühleren Gegenstand. Deshalb zählt die Wärmeenergie auch zu den Prozessgrößen. Wärme kann also niemals irgendwie "Inhalt" eines Systems sein. Von "Wärme" kann ERST DANN die Rede sein wenn ein heißer Körper mit einem kalten Körper in Kontakt tritt. Sobald diese beiden Körper ins Gleichgewicht kommen und dieselbe Temperatur haben, gibt es keine Wärme mehr. Ist das so korrekt gedacht? Noch eine Frage die hier gut passt. Betrachten wir flüssiges Wasser in einem offenen Kochtopf auf der Herdplatte. Die dem Wasser zugeführt Wärmenergie erhöht die Bewegungsenergie, also thermische Energie, der Wasserteilchen. Deswegen steigt die Temperatur des flüssigen Wassers. Ab dem Zeitpunkt wo das flüssige Wasser zu verdampfen beginnt, also bei 100 °C, erhöht die zugeführt Wärmenergie nicht die thermische Energie, sondern verändert die intermolekulare Energie. Da die thermische Energie während des Verdampfens konstant bleibt, bleibt auch die Temperatur konstant. Ab dem Zeitpunkt wo das flüssige Wasser vollständig verdampft ist, erhöht die zugeführt Wärmenergie wieder die thermische Energie und somit die Temperatur. Während dieses gesamten Prozesses, steigt die innere Energie des Wassers im Kochtopf. Ist das so richtig?
danke für Ihren ausführlichen Kommentar. Sie haben den Unterschied zwischen Wärme und Temperatur bzw. thermischer Energie gut zusammengefasst und mit einem Beispiel erläutert.
Problematisch wird es allerdings, wenn in den Lehrbüchern von "isothermen" oder "isotherm reversiblen" Prozessen die Rede ist, bei denen Wärme fließen soll, ohne dass ein Temperaturgefällt besteht (Bsp.: isotherme reversible Kompression eines Gases im Rahmen des Carnotschen Kreisprozesses). Nach dem 1. Fourier schen Gesetz ist bei fehlendem Temperaturgradient auch der Wärmefluss gleich Null. Man behilft sich hier so, dass man davon ausgeht, dass der Temperaturgradient "infinitesimal klein" sein soll, was im Grenzfall mit "isotherm" übereinstimmt. Dass der Prozess dann auch unendlich langsam stattfindet, stört die Thermodynamik nicht, denn Zeit ist für sie kein Thema ("Thermodynamik ist zeitlos")
@@PhysikalischeChemieIch danke Ihnen für die Antworten.
Richtig gutes Video, habe es jetzt endlich verstanden. Vielen Dank <3
vielen Dank für das freundliche Feedback
test
sehr hilfreich und verständlich
Danke fürs Feedback!
Vielen Dank für die Hilfe👍
Gern geschehen!
Deutlich hilfreicher als meine Professoren.
Gott segne Sie & Ihre gleichgesinnte Kolleg-e-in-en-innen😁😆😅🤣😂😉😇🥰😘🤩🤭🫡
herzlichen Dank für die Hilfe!
Es werden immer mehr Kältemittel verboten... Und Energie muss immer weiter gespart werden... Eigentlich ist klar das in wenigen Jahren Wärmepumpen mit Co2 laufen und statt einem Expansionsventil...Die Expansionsarbeit über einen kolben oder ähnliches... Zurück gewonnen wird
Danke fürs Hochladen
Danke für die Videos. Die sind extrem hilfreich!
Resorbtion, Absorbtion, Adsorbtion - alles klar soweit
Hallo, danke für das tolle Video. Zu dem Bild bei 1:00 : Also hier gilt x_IPA(l)=(n_IPA (l) )/(n_IPA (l)+n_IBA (l) )=0,5 und y_IPA(g)=(n_IPA (g))/(n_IPA (g)+n_IBA (g) )=0,72 und auch x_(IPA,ges)=n_(IPA,ges)/n_ges =(n_IPA (l)+n_IPA (g))/(n_IPA (l)+n_IBA (l)+n_IPA (g)+n_IBA (g) )=0,5 Egal was mit der Mischung nun an Verdampfung und Kondensation passiert, es wird immer x_(IPA,ges)=0,5 gelten. Ist das so korrekt?
das ist korrekt. Das Gesamtsystem (flüssig + gas) ist geschlossen; weder IPA noch IBA können verloren gehen. Die Brutto-Zusammensetzung des Gesamtsystems ist immer 50%
Hallo, danke für das Video. Zu 1:54 wieso hat das System keine Freiheitsgrade wenn x_B = 1 ist? Bei x_B =1 liegen zwei Phasen (flüssiges und gasförmiges IPA) und eine Komponente (IPA) vor. Nach der Phasenregel F=K-P+2 haben wir also F=1-2+2=1. Könnte die Antwort sein, dass das Siedediagramm ja schon bei einem festen Druck, nämlich p^0 , gezeichnet ist und somit dieser eine Freiheitsgrad schon dafür ausgegeben wurde?
das ist korrekt. der eine Freiheitsgrad wurde für den Druck verwendet.
Hallo, ich habe mir das Buch "PhysChemBasics: Das Basiswissen der Thermodynamik, Kinetik und Elektrochemie für Ingenieure und Naturwissenschaftler" über Ihren Link gekauft. Inhaltlich ist das Buch sehr, sehr gut und auch die Idee Videos in das Buch einzubetten, halte ich für sehr fortschrittlich und hilfreich aber die Formatierung ist leider ganz schrecklich. Text und Gleichung sind viel zu oft nicht auf derselben Höhe (bspw. im PDF Format auf Seite 9) und häufig sind Sonderzeichen gar nicht zu sehen sondern sind nur durch einen Kasten markiert der anzeigen soll, dass hier ein Sonderzeichen stehen sollte (bspw. im PDF Format auf Seite 62). Aufgrund dessen muss ich leider jedem abraten das Buch zu kaufen, zumindest so lange wie die Formatierung ist wie sie ist. Ich weiß das es nur 5 € kostet und dementsprechend hab ich auch absolut nichts gegen selbst gemalte Diagramme im Buch aber die Formatierung macht es wirklich ganz schlimm zu lesen. Ich will hier nochmal betonen, dass ich Ihre Videos extrem gut finde und diesen Channel auch jedem empfehle für den die Themen relevant sind. Meine Kritik bezieht sich nur auf das Buch.
Danke für das Video, allein das Diagramm hat die Rechnung besser erklärt als mein Chemielehrer
wie sagt man so schön: "ein Bild sagt mehr als 1000 Worte"
Sehr sehr gutes Video, vielen Dank!
Fishy
dass man das nicht auch an praktischen Beispielen erklären kann!
wenn doch die Freiheitsgrade erst bei höheren Temperaturen "Aktiviert" werden so sollte es doch eigentlich Definition gemäß mit "bis zu" "7/R Mol wärme, diskutiert werden
Wasserstoffgas besitzt zwischen 300 K und 600 K die Wärmekapazität 5/2 R (Oszillation "eingefroren"). Erst ab 700 K leistet auch die Oszillation einen zunehmenden Beitrag und die Wärmekapazität steigt an. Bei Temperaturen um 3000 K wäre die Oszillation komplett angeregt und die molare Wärmekapazität würde dann 7/2 R betragen. Bei dieser Temperatur ist Wasserstoff allerdings schon in Atome dissoziiert. Unterhalb 300 K beginnt auch die Rotation der Wasserstoffmoleküle "einzufrieren"; be 50 K beträgt die Wärmekapazität dann nur noch 3/2 R
Steht A hier für Fläche oder arrhenius Faktor?
A steht für die Fläche, durch die transportiert wird
Schöner Anzug
danke. manche Dinge sind zeitlos.
sehr gut erklärt
Super!
Nach gesamten 9 Jahren noch immer die beste Erklärung auf CZcams.
Die gesamte Mischungsentropie muss am Ende 380 J/K betragen
Tut sie auch, in den 391 J/K ist eben noch die Entropiezunahme durch den Wärmeaustausch von 11 J/K enthalten
DANKEEEEEEEEE
Alles gut, aber man soll a(H2O) in K_eq schreiben - nicht [H2O] :)
Es ist üblich, eckige Klammern allgemein zur Bezeichnung der Konzentration zu verwenden. Je nach Spezies muss allerdings definiert werden, welches Konzentrationsmaß und welche Einheit verwendet werden sollen.
Vielen Dank! Sie helfen mir bei der Einführung in die Verfahrenstechnik ungemein ...
Auch 9 Jahre später immer noch sehr hilfreich. Vielen Dank!
Sie haben mich gerettet. Vielen Dank
neue Kraftmaschine,neue Kreissprozess czcams.com/video/p5zM9ZBp_zY/video.html
Sehr schönes Video! Eine Frage stell ich mir: Durch welchen Prozess ließe sich die Abkühlung eines Gases und die damit einhergehende Volumenverkleinerung (Kompression) beschreiben?
Exotherme Volumenverkleinerung ergibt sich z.B. durch eine isobare Abkühlung (1. Gesetz von GAY-LUSSAC)
Gut verständlich 👍
Sie erklären alles sehr anschaulich vielen dank!!
Vielen Dank, konnte damit nochmal sehr gut einen Überblick bekommen :)