Physikalische und Chemische Grundlagen

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Questions and Answers

Wie lange benötigt ein Blumentopf, um nach dem Fallen den Boden zu erreichen?

  • 3 Sekunden
  • 1 Sekunde
  • 4 Sekunden
  • 2 Sekunden (correct)

Was ist die Einheit der Fallbeschleunigung, die in der Aufgabenstellung verwendet wird?

  • kg/m
  • N
  • m/s² (correct)
  • J

Welcher Wert beschreibt die Sticky Force auf einer schiefen Ebene für eine 20 g schwere Kugel bei 10° Neigung?

  • 0,034 N (correct)
  • 0,98 N
  • 0,12 N
  • 2,0 N

Welche Größen stehen in direkter Beziehung zur kinetischen Energie und zum Ort in der Translation?

<p>Drehmoment und Trägheitsmoment (C)</p> Signup and view all the answers

Wie lautet die Formel zur Berechnung der Frequenz der Schwingung einer Masse an einer Feder?

<p>$f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}}$ (D)</p> Signup and view all the answers

Bei welcher Masse ist die Schwingfrequenz in der Schwerelosigkeit identisch wie unter normalen Bedingungen?

<p>0 g (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Gerät ist während der Prüfung nicht erlaubt?

<p>Mobiltelefon (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Kraft liegt senkrecht zur Bahn bei einer Kugel auf einer schiefen Ebene?

<p>Normalkraft (C)</p> Signup and view all the answers

Welche chemische Reaktionsgleichung beschreibt die Verbrennung von Reiner Kohlenstoff in Sauerstoff zu Kohlendioxid?

<p>C + 2O2 → CO2 (B)</p> Signup and view all the answers

Wie viel Gramm Kohlenstoff benötigt man, um bei 80°C und 95 kPa ein Volumen von 1 m³ Kohlendioxid zu erzeugen?

<p>44 g (D)</p> Signup and view all the answers

Wie viele Mol Kohlenstoffdioxid werden benötigt, um ein Volumen von 1 m³ bei 60°C und 95 kPa zu erzeugen?

<p>1 Mol (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine richtige Definition von Enantiomeren?

<p>Isomere, die sich nur in der räumlichen Anordnung unterscheiden. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Formel beschreibt das Massenwirkungsgesetz für die Verbrennung von Kohlenstoff?

<p>K = rac{[CO_2]}{[C] · [O_2]} (B)</p> Signup and view all the answers

Warum haben Alkohole in der Regel einen höheren Siedepunkt als Ether bei gleicher Summenformel?

<p>Alkohole haben starke Wasserstoffbrückenbindungen. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie können die unterschiedlichen Siedepunkte der Isomere des Dichlorethans erklärt werden?

<p>Durch unterschiedliche intermolekulare Kräfte. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Wert der universellen Gaskonstante R in der angegebenen Einheit?

<p>8,3144 $ rac{kPa}{mol · K}$ (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt das Avogadro-Gesetz?

<p>Die Anzahl der Moleküle in einem bestimmten Volumen eines Gases unter Normbedingungen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches Volumen entspricht einem Mol eines idealen Gases unter Normalbedingungen?

<p>22,4 l (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Einheit hat die Dichte von Wasser, die zur Druckberechnung verwendet wurde?

<p>kg/m³ (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Molekül enthält eine Hydroxy- und eine Aminogruppe?

<p>Aminopropanol (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Gas hat die niedrigste Dichte bei Normalbedingungen?

<p>Wasserstoff (D)</p> Signup and view all the answers

Wie verändert sich der Druck in einem Meter unter der Meeresoberfläche verglichen mit dem Druck an der Oberfläche?

<p>Er nimmt um 100 kPa zu (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Kräfte muss berechnet werden, um die Normalkraft einer ruhenden Kugel auf einer schiefen Ebene zu bestimmen?

<p>Hangabtriebskraft (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Frequenz einer Masse von 50 g, die an einer Feder mit einer Federkonstanten von 4 N/m schwingt?

<p>0,5 Hz (B)</p> Signup and view all the answers

Wie lautet die Formel zur Berechnung der Periodendauer T eines Fadenpendels?

<p>T = 2 rac{ ext{L}}{g} (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der effektive Unterschied der Fallbeschleunigung zwischen Äquator und Pol für das Fadenpendel?

<p>gÄquator ist geringer als gPol (A)</p> Signup and view all the answers

Wie lautet der pH-Wert einer Lösung mit einer Konzentration von {H+} = 0,0001 mol/L?

<p>pH = 4 (D)</p> Signup and view all the answers

Was entsteht bei der Reaktion von Magnesium-Metall mit verdünnter Salzsäure?

<p>Wasserstoffgas und Magnesiumchlorid (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Strukturformel für Wasser (H2O) in der Lewis-Schreibweise?

<p>H-O-H mit zwei freien Elektronenpaaren (B)</p> Signup and view all the answers

Welche intermolekularen Wechselwirkungen sind in Methan (CH4) relevant?

<p>Van-der-Waals-Kräfte (A)</p> Signup and view all the answers

Wie heißt die chemische Reaktion, die Magnesium und Salzsäure verbindet?

<p>Redoxreaktion (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Gaskonstante R in der Einheit $ rac{kPa}{mol · K} $?

<p>8,3144 (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Fadenpendel

Ein Pendel, das an einem Faden hängt und schwingt.

Periodendauer T

Die Zeit, die ein Pendel für eine vollständige Schwingung benötigt.

Fallbeschleunigung am Äquator (gnq)

Die positive Beschleunigung eines Körpers aufgrund der Schwerkraft am Äquator, ca. 9,78 m/s².

Fallbeschleunigung am Pol (gpol)

Die positive Beschleunigung eines Körpers aufgrund der Schwerkraft am Pol, ca. 9,83 m/s².

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Gaskonstante R

Eine Konstant, die in der idealen Gasgleichung vorkommt, R = 8,3144 kPa/(mol·K).

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pH-Wert

Ein Maß für die saure oder basische Stärke einer Lösung; pH = -log[H+].

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Leitfähigkeit von Salpetersäure

Der Grad, in dem eine Lösung elektrischen Strom leitet, basierend auf der Konzentration von Ionen.

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Massenwirkungsgesetz

Eine Beziehung, die die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte in einem chemischen Gleichgewicht beschreibt.

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Fallbeschleunigung

Die konstante Beschleunigung, die ein Objekt im freien Fall erfährt, in Deutschland etwa 9,81 m/s².

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Skizze erstellen

Das visuelle Darstellen von physikalischen Situationen zur besseren Verständlichkeit und Lösung.

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Hangabtriebskraft

Die Kraft, die eine Masse auf einer schiefen Ebene nach unten zieht, abhängig von der Schräglage und Gewicht.

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Normalkraft

Die Kraft, die senkrecht auf die Oberfläche wirkt und das Gewicht einer Masse stützt.

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Frequenz in Schwingungen

Die Anzahl der vollen Schwingungen pro Sekunde, gemessen in Hertz (Hz).

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Kreisfrequenz

Eine Maßgröße für die Geschwindigkeit einer Schwingung oder Rotation, gemessen in rad/s.

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Drehmoment

Die Kraft, die eine Rotation um eine Achse bewirkt; abhängig von der Kraft und dem Hebelarm.

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Trägheitsmoment

Eine Maßgröße für die Trägheit eines Körpers gegen Änderungen in seiner Rotationsbewegung.

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Reaktionsgleichung Kohlenstoffverbrennung

Die chemische Gleichung für die vollständige Verbrennung von Kohlenstoff in Sauerstoff zu Kohlendioxid.

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Avogadro-Gesetz

Ein Gesetz, das besagt, dass gleiche Volumina von Gasen bei gleichen Bedingungen gleich viele Moleküle enthalten.

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Dichte von Gasen

Die Masse pro Volumeneinheit eines Gases, oft bei Normalbedingungen berechnet.

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Enantiomere

Stereoisomere, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten.

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Diastereomere

Stereoisomere, die nicht spiegelbildlich sind und unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben.

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Siedepunkt von Alkoholen vs. Ethern

Alkohole haben in der Regel höheren Siedepunkt als Ether bei gleicher Summenformel.

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Einfluss der Molekülform

Der Siedepunkt länglicher Moleküle ist höher als der von kugelförmigen Molekülen aufgrund größerer Oberfläche.

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pH-Wert von HCl-Lösung

Der pH-Wert ist eine Maßzahl für die Konzentration der Wasserstoffionen in der Lösung.

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Reaktionsgleichung der Verbrennung

Die chemische Gleichung, die die Verbrennung von Kohlenstoff zu Kohlendioxid beschreibt.

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Idealgasgesetz

p • V = n · R · T, beschreibt das Verhalten idealer Gase.

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Molvolumen

Das Volumen, das ein Mol eines idealen Gases bei Standardbedingungen einnimmt.

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Fallgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit, die ein Körper beim freien Fall erreicht.

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Druck in der Tiefe

Der Druck, der mit zunehmender Wassertiefe steigt.

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Frequenz und Kreisfrequenz

Frequenz f = 1/T und Kreisfrequenz w = 2πf, beschreibt periodische Bewegungen.

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Study Notes

Physikalische und Chemische Grundlagen

  • Lösungsblätter: Lösungsblätter müssen separat abgegeben werden und nur einseitig beschrieben sein. Jede Seite muss nummeriert und mit Name und Matrikelnummer versehen werden.
  • Rechenwege: Alle Rechnungen müssen vollständig dokumentiert werden, da die Rechenwege Grundlage der Bewertung sind.
  • Leserlichkeit: Die Schrift muss leserlich sein, da unleserliche Antworten nicht bewertet werden.
  • Erlaubte Hilfsmittel: Taschenrechner (ohne alphanumerische Tastatur), einseitig beschriebene Spickzettel (beide Seiten, A4-Format) und das Periodensystem.
  • Verbotene Hilfsmittel: Mobiltelefone, programmierbare Taschenrechner, Mehrblattspickzettel, Bücher, Skripte und „Mitarbeiter".
  • Aufgabe 1 (Fallender Blumentopf):
    • Die Fallzeit beträgt 2 Sekunden.
    • Die Fallhöhe soll berechnet werden.
    • Die Geschwindigkeit beim Aufprall soll berechnet werden.
  • Aufgabe 2 (Kugel auf schiefer Ebene):
    • Die Masse der Kugel beträgt 20 g.
    • Die Neigung der Ebene beträgt 10°.
    • Hangabtriebskraft und Normalkraft sollen berechnet werden.
  • Aufgabe 3 (Federpendel):
    • Masse (m) = 10 g
    • Federkonstante (k) = 9 N/m
    • Frequenz und Kreisfrequenz bei gegebenem System und in Schwerelosigkeit soll berechnet werden.
  • Aufgabe 4 (Rotation und Translation):
    • Größen bei Rotation und Translation miteinander vergleichen.
    • Die entsprechenden Formeln werden gesucht.
  • Aufgabe 5 (Fadenpendel):
    • Länge des Fadenpendels = 1 Meter.
    • Periodendauer am Äquator und am Pol soll ermittelt werden.
  • Gaskonstante: R = 8,3144 kPa /mol⋅K
  • Aufgabe 1 (HNO3-Konzentration):
    • pH-Wert ist 4,0.
    • Die Wasserstoff-Ionenkonzentration soll bestimmt werden.
    • Massengehalt von HNO3 pro Kubikmeter soll bestimmt werden.
  • Aufgabe 2 (Redox-Reaktion):
    • Reaktion von Magnesium mit verdünnter Salzsäure.
    • Redox-Teilgleichungen und Oxidationszahlen sollen ermittelt werden.
    • Massenwirkungsgesetz soll aufgestellt werden.
  • Aufgabe 3 (Moleküle):
    • Chloroform (CHCl3), Wasser (H2O), und Methan (CH4).
    • Valenzstrichformeln (LEWIS-Formeln) sollen gezeichnet werden.
    • Intermolekulare Wechselwirkungen werden gesucht.
  • Aufgabe 4 (Kohlenstoffverbrennung):
    • Kohlenstoffverbrennung im Sauerstoff.
    • Die dazugehörende Reaktionsgleichung und das Massenwirkungsgesetz sollen ermittelt werden.
    • Die erforderliche Kohlenstoffmasse soll berechnet werden.

Weitere Aufgaben (weitere Themen, aus der OCR)

  • Aufgabe 1 (Organische Molekül):
    • Ein organisches Molekül mit Hydroxy-, Keto-, Ester-, Amino- und Ether-Gruppen.
  • Aufgabe 2 (Enantiomere & Diastereomere):
    • Definition und Skizze von Enantiomeren und Diastereomeren.
  • Aufgabe 3 (Siedepunkte von Alkoholen und Ethern):
    • Vergleich der Siedepunkte von Alkoholen und Ethern bei gleicher Summenformel.
    • Vergleich der Siedepunkte bei Alkoholen ähnlicher Strukturen.
  • Aufgabe 4 (Dichten von Gasen):
    • Berechnung der Dichten von Wasserstoff, Argon und Schwefelhexafluorid unter Normalbedingungen.
  • Aufgabe 5 (pH-Wert von Chlorwasserstoff):
    • Berechnung des pH-Wertes einer Chlorwasserstofflösung.
  • Aufgabe 6 (Kohlenstoffverbrennung): - Berechnung der benötigten Kohlenstoffmasse für die Erzeugung von 1 Kubikmeter Kohlendioxid.
  • Physikaufgaben (weiterhin aus der OCR):
    • weitere Berechnungen zu Geschwindigkeit, Zeit, Druck, Federpendeln, Rotation, Translation etc.

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