Physik HA 01.11.12

Hallo ihr Lieben,
ich hab da mal eine kleine "Hilfe" zur Aufgabe T3 a
einfach auf der Seite zur Beispielaufgabe scrollen, da habt ihr unsere Werte^^
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Ich wünsch euch viel Spaß, ich werde mal weiter rechnen
Liebste Grüße

Wie kann ich Freiheitsgrad berechnen?? und wie die innere Energie???
hab ich da irgendwas nicht mitbekommen? oder bin ich einfach zu blöd?
finde zur FG keine formel o.ä.
und bei innerer Energie, was hat das mit den meV auf sich?

Naja, das hängt damit zusammen auf wie vielen Achsen und in wieviele Richtungen das Atom sich bewegen (Rotieren, Schwingen und eine Translation ausführen kann). Wie genau man da selbst drauf kommt, will ich nächste Woche im Seminar noch mal fragen, aber erst mal hat mir die Tabelle weitergeholfen!
Die innere Energie steht im Skript mit U(1T)=f*0,5*k*T , allerdings hab ich für U=f*0,5*(k/e)*T gerechnet für k/e=8,62*10^-5 eV

LG und nicht verzweifeln!

aber da steht ja berechnen
und woher weis ich die FG´s ? hab das iwie nicht gecheckt in der Vorlesung

Antwort, siehe oben!

ich weiß trotzdem nicht welche tabelle

@ Stephi
ich hab das auch nicht wirklich gerechnet, sondern eher anhand der Folie 11 zusammengestellt (und am Ende rechnest du ja die Summe aus )
ich weiß nicht ob es richtig ist, aber hab es so gemacht....

Aluminium (Kristallgitter > vorstellen, das die einzelnen Atome durch Federn verbunden sind):
Translation -> 3 (kann sich nach oben/unten, zur Seite oder nach vorn/hinten bewegen
Rotation -> 0 (da in einem Kristallgitter)
Schwingung -> 0 (Kristallgitter)
Summe: 3

Argon (einatomig):
Translation -> 3
Rotation -> 0 (kein Eigenvolumen)
Schwingung -> 0 (bei Stößen keine Kraft zwischen Teilchen)
Summe: 3
"schöne" Erklärung auch im Buch: Physik für Pharmazeuten und Mediziner S. 177/178

Hoffe, dass es richtig ist und wenn ja, verständlich

Also Argon haben wir genauso, aber Aluminium haben wir mit Translation 0 (wie soll es sich innerhalb des Kristallgitters bewegen?), Rotation 0 und Schwingung 6 (zb unter Wärmeeinwirkung schwingen die einzelnen Atome in einem Gitter doch, oder nicht?)

Also mit den FG komm ich auch nicht so wirklich zurecht. Ich habe bei Wikipedia gefunden, dass ein starrer Körper im Raum den Freiheitsgrad f=6 hat. (Hier der Link: [Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können] ) Also hab ich für Aluminium 6 genommen und für Argon f=3 (ist ja auf Folie 11 erklärt). Bin mir aber meiner Sache nicht so sicher.
Hier sind die Ergebnisse der anderen Aufgaben (für die Richtigkeit keine Garantie) :

T1 b) Aluminium 77,58 meV; Argon 38,79 meV (vorausgesetzt, dass T1a stimmt...)
T2 a) v(strich)= 607,299m/s; vw= 495,857m/s; (v)= 559,515m/s
T2 b) m= 6,645*10^-27kg = rund 4u --> Helium
T3 a) mH2O,2= 240,176g
T3 b) Q= 50025 J
T4 a) dA=A0*2alpha*dT; dV=V0*3alpha*dT --> dA/A0 : dV/V0 = 2/3
T4 b) dA/A0= 0,0121; dV/V0= 0,01815
T4 c) 0,0121/0,01815 = 2/3

Hoffe, dass alles stimmt!

P.S.: Um nochmal auf die FG zurückzukommen, wenn bei beiden f=3 rauskommt, dann hätten wir bei T1b) 2x die selbe Rechnung... Ist doch unwahrscheinlich, oder?

@stephi: huuuch, hab jetzt erst gesehen, dass mein Link zur Tabelle nicht gesendet wurde. Sorry, aber Annemarie hat den Link auch genutzt

@Annemarie: Hab dann demzufolge für Aluminium auch f=6 und für Argon f=3
T1 b) bei der inneren Energie komme ich auch auf das gleiche
T2) a) v(strich)=609,027m/s, v(w)= 497,268m/s und <v>=561,10694m/s weiß nicht, wieso ich immer so abweiche, schätze mal, dass ich anders gerundet
habe
T2) b) m=4,002u --> Helium
T3) a)Wie kommst du auf m(h2O)=240,176g??? Hab da223,356g, hab schon alles probiert, aber ich komme einfach auf nichts anderes!^^
b) hab ich auch so
T4 a)-c) ebenso

liebe Grüßle

Ich fand es auch merkwürdig, dass beide 3FG haben
Den Rest der Ergebnisse hab ich auch wie Annemarie

@lydia:
wenn du die Formel richtig umgestellt hast, müsste stehen:
mH2O/2 = (cH2O*mH2o/1 + Cw)*(Tm-T1) / cH2O*(T2-TM)

Also ich hab's genauso wie Annemarie, bis auf T2a, da hab ich es wie lydia!
Ich hab die Bolzmann Konstante und die Masse vorher auf 3 Kommastellen (und 10hochx) gerundet, evtl hat Annemarie da die komplette Zahl eingesetzt? Anders kann ich es mir eigl net vorstellen :-)
Aber denke dann eigl dass beides stimmen sollte. Das sind verschiedene Rundungen, da können sie eigl nix gegen sagen..

Also die Hausaufgabe war im Vergleich zur letzten ja irgendwie wieder ein Witz... vor allem bei der letzten Aufgabe dacht ich echt, was soll das..?? Erst ist eine Aufgabe für beta 2*alpha und für gamma 3*alpha einzusetzen, dann eine Aufgabe davon das Verhältnis zu nehmen O.ô und dann noch in beides die gleichen Zahlen einzusetzen und wieder das Verhältnis zu nehmen WTF??
Und dafür gibt es dann 4 Einser??

@Caro: Von welcher Gleichung bist du denn ausgegangen! Hab das Gefühl ich bin da bisschen falsch gewickelt! Ich bin davon ausgegangen, dass die Wärmemengen gleichbleiben und hab Q1=Q2 gesetzt und nach m(2) umgestellt, allerdings würde da auch c(W) und c(H2O) außen vor bleiben (bzw. sich herauskürzen). Anscheinen (oder ziemlich offensichtlich) ist es ja auch falsch!^^

@lydia: ich hab die zweite gleichung von folie 39 genommen. also die, die unter Exp. 2 steht und das dann nach mH2O,2 umgestellt. Cw kannst du nicht rauskürzen, das hast du ja nur auf der linken Seite bzw. ist das ja die wärmekapazität des kalorimeters und die hast du ja nur beim ersten, dass heiße wasser gibst du ja extern dazu (hoffe, das ist einigermaßen verständlich ) cH2O hab ich nicht rausgekürzt, da in der Klammer ja eine Summe steht, aber vll kann man das trotzdem machen. Schlussendlich nur mehr in den Taschenrechner tippen, aber wenigstens das richtige Ergebnis (da nehm ich das in kauf) schau doch mal beim link aus meinem ersten kommentar, da sind die koeffizienten meiner meinung nach besser beschriftet und erklärt.

Ja,danke! Ich werde es dann noch mal probieren! Hab eine falsche Formel verwendet,denk ich mal! Aber jetzt läute ich erst mal das Wochenende ein

Kurze Frage... zu T2) a): rechnet ihr die atomare Maßeinheit u in kg um?? dann wäre mein "Endergebnis" von v(strich) 609,11 ... oder wie habt ihr das gemacht? Weil von u nach kg umrechnen kann man doch fast nur wissen, wenn man im Internet rumrecherchiert oder?^^

Ja, oder in einem Physik-Buch geschaut hat.
Aber ich denke schon dass man's umrechnen muss, sonst kann man ja auch die Einheiten nicht rauskürzen.

(ich hoffe blos mal, falls man sowas auch in der Klausur rechnen muss, dass die dann die Umrechnung iwo hinschreiben...)

Gut danke fies wenn das in der Klausur so dran käme ... jetzt darf ich mir das erstmal einprägen


EDIT:
Bei T3) a) ist das ja auch ne Formel, die gar nicht in der Formelsammlung steht, oder? Also ich glaub das war jetzt schon öfter so, dass ich da Formeln hernehmen musste, die entweder irgendwo im Skript standen oder im Internet, weil in der Formelsammlung ist es entweder so brutal blöd hingeschrieben, dass ich es nicht kapier oder es steht einfach nicht drin ... Findet ihr auch? Oder bin ich wirklich zu doof, die Formeln aus der Formelsammlung so umzustellen?

Die Zahl von der atomaren Masse u steht auch bei den Vorbemerkungeen die vor jder Hausaufgabe stehen,w.

also wie kann ich mir das vorstellen? warum wer welchen / wieviele freiheitsgarde ein stoff hat??
ich check das nicht warum der eine rotations 3 hat und der andere nicht und dafür dann schwingung usw

Also ich hab es so verstanden, dass man es einfach überlegen muss.
Rotation hat keiner der beiden, da wir nur einzelne Atome anschauen, also Punkte, und Punkte haben generell keine Rotation (weil man nicht sieht dass sie rotieren oder so).
Das Argonatom hat Translation, kann sich also in alle Richtungen bewegen. Das ist bei den idealen Gasen so (und Argon ist ein solches). Es kann aber net schwingen, weil wenn man es anstößt würde es einfach in diese Richtung weitergehen. Es hält sich ja nirgendwo fest, dass es zurückschwingen würde.

Bei Aluminium dagegen, das kann sich nicht einfach so in alle Richtungen bewegen, da es in einem Kristallgitter "festgemacht" ist. Das einzige was es in der Position kann ist schwingen. ("vibrieren")

Aber ob das alles so stimmt weiß ich nicht ;-)
(vor allem weil dastand "berechne" *lach*)

hey leute ich weiß irgendwei nicht, wie ihr bei der b) auf die ergebnisse gekommen seid. ich hab dort gerechnet:
U = f x 0,5 x k x T
--> also z.B. U = 3 x 0,5 x 1,381 x 10 hoch -23 x 300 k für das argon.
und da kommt aber was raus von wegen 6,2145 x 10 hoch -26 meV und eben nicht so schöne zahlen wie bei euch... was mach ich denn falsch?

Und dann noch ne frage... ist es bei gasen nicht so, dass sie höchstens 3 freiheitsgrade haben? hat argon nicht sogar nur 1 FG weil es einatomig ist?

Nein, das hat ja nichts mit einatomig zu tun!
Die 3 FG kommen ja davon dass es sich in alle 3 Raumrichtungen bewegen kann (Translation), hätte es nur 1 FG könnte es sich nur in eine Richtung bewegen. Und ob das nun ein Molekül oder ein Atom ist, es kann sich immer in 3 Richtungen bewegen!

Morgen...ich hab mal ´ne Frage zu 2a)!
Ich komme auch bei v (Strich) auf 609,0265301 - nur bin ich mir nicht sicher bei der Einheit. Also es wäre ja eigentlich J/K. Beim dem Beispiel auf Folie 14 hat er am Ende km/s stehen!
Weiß irgendeiner ob J/K gleich km/s sind oder wie man das umrechnet?
Greetz

Anne