Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

TU-Braunschweig

2. Übungsblatt zur Vorlesung Physikalische Chemie I

- Thermodynamik, Kinetik -

Sommersemester 2006

Prof. Dr. K.-H. Gericke, Dipl. Chem. Jan Frähmcke, Dipl. Chem. Sebastian Kauczok

 

 

1) Berechnen Sie für He die Wurzel der mittleren quadratischen Geschwindigkeit (v_rms), die mittlere kinetische Energie und die mittlere Geschwindigkeit für T = 300 K.

 

2) Gegeben sei die Maxwellverteilung für eine Komponente des Geschwindigkeitsvektors. Berechnen Sie den Anteil von O₂-Molekülen, die bei einer Temperatur von 500 K eine x-Komponente der Geschwindigkeit zwischen 300 und 700 ms^-1 haben.

Hilfestellung:

 

3) Bei der Erdumrundung des Space Shuttles beobachtete man an dessen Unterseite Leuchterscheinungen, die man sich zunächst nicht erklären konnte. Zur Aufklärung dieses Phänomens gehen Sie davon aus, dass das Space Shuttle mit ca. 7,4 km/s die Erde umkreist und dabei auf - als ruhend angenommene - N₂ Moleküle trifft.

a) Wie groß ist die kinetische Energie dieser Moleküle relativ zur Rakete?
b) Wie groß ist die Temperatur eines N₂-Gases, dessen quadratisch gemittelte Geschwindigkeit <v²>^½ gerade der Geschwindigkeit der Rakete entspricht?

 

4) Berechnen Sie aus der Boltzmann-Verteilung für die kinetische Energie eines idealen Gases die wahrscheinlichste Energie, sowie die mittlere Energie.

Hilfestellung: