1. Welche Bedeutung hat die Thermochemie für die Metallurgie

1. Welche Bedeutung hat die Thermochemie für die Metallurgie? (1Punkt)
2. Worin liegt die Bedeutung der rechnergestützten Thermochemie? (1 Punkt)
3. Grenzen Sie eine Hypothese von einer Theorie ab. (2 Punkte)
4. Welchen Beitrag lieferte Prof. Gibbs zur Thermodynamik? (1 Punkt)
5. Skizzieren Sie den Aufbau der elektrochemischen Zelle von Luigi Galvani. Wie
hat Galvani die Versuchsergebnisse interpretiert? (2 Punkte)
6. Diskutieren Sie die Funktion und den experimentellen Aufbau einer
elektrochemischen Zitronenzelle. (3 Punkte)
7. Welche Methoden zum Korrosionsschutz sind Ihnen bekannt? (1 Punkt)
8. Beschreiben Sie die Funktion einer Brennstoffzelle (2 Punkte) und gehen Sie
dabei auch auf den Ladungstransport im Festkörperelektrolyten ein (1 Punkt).
Diskutieren Sie Vorraussetzungen für den Ladungstransport im Elektrolyten (2
Punkte) und skizzieren Sie den Schaltplan einer Brennstoffzelle (1 Punkt) mit
Verbraucher. (6 Punkte)
9. Leiten Sie die Clapeyron-Gleichung, ausgehend von ∆Stot≥0, ab. (6 Punkte)
10. Skizzieren Sie die Temperaturabhängigkeiten von cp, H und S für eine
Phasenumwandlung erster Ordnung im Intervall T1≤Tc≤T2, wobei Tc die
Umwandlungstemperatur ist. (3 Punkte)
11. Der Saturnmond Titan besteht etwa zur Hälft aus Wassereis. Die
durchschnittliche Temperatur seiner Oberfläche beträgt –180°C und in seiner
Atmosphäre herrscht ein Druck von 1.5 bar. Welcher Druck wäre nötig, um
das Wassereis an der Oberfläche zu verflüssigen? (4 Punkte)
Stoffdaten: ∆Hm = 6007 J/mol, Vm,l =18*10-6 m3/mol, Vm,s =19,6*10-6 m3/mol
1 bar = 1*105 J/m3
12. Leiten Sie ∆mixG = f(p) für die idealen Gase A und B, ausgehend von
dG=Vdp—SdT, ab. (6 Punkte)
13. Diskutieren Sie die mikroskopische Interpretation des Raoultschen Gesetzes.
(3 Punkte)
14. Skizzieren Sie G(x) und -TS(x) für eine exotherme reguläre Mischung bei den
Temperaturen T1 und T2, wobei T1<<T2 ist. (4 Punkte)
15. Abbildung: Einfluß von Grenzflächen auf das Gleichgewicht:
Leiten Sie, ausgehend von dem regulären Lösungsmodell und
der Laplace Gleichung, die Beziehung zwischen der BKonzentration in der α-Matrix und der β-Teilchengröße ab! (8 Punkte)
16. Erläutern Sie die Strategie zur Herleitung der Boltzmann-Verteilung.
(4 Punkte)
17. Wie lässt sich die molekulare Zustandssumme in einem Satz interpretieren?
(1 Punkt)
18. Berechnen Sie die molekulare Zustandssumme und die relativen
Besetzungszahlen eines Zweiniveausystems für T→ 0 und T → ∞. Stellen Sie
q und p als Funktion von kT/ε graphisch dar. (4 Punkte)
19. Pierre-Jules-César Janssen, ein französischer Astronom, bewies die Existenz
von He während der Sonnenfinsternis von 1868 in Indien. Das erste
Ionisierungspotential von He ist 24,6 eV, das zweite Ionisierungspotential ist
78,9 eV und die Oberflächentemperatur der Sonne ist 5800 K. Bestimmen Sie
das Verhältnis von He+/He2+ an der Oberfläche der Sonne. k = 1,38 × 10-23 J/K,
e = 1,60 × 10-19 C. (3 Punkte)
20. Diskutieren Sie das Verfahren der Anfangsgeschwindigkeiten. Welche Größen
werden gemessen, welche Größen werden berechnet, welche Randbedingungen
gelten? (6 Punkte)
21. Bestimmen Sie die Aktivierungsenergie der Reaktion von NH3 + HCl zu NH4Cl unter
Verwendung der Temperaturabhängigkeit (T) der Geschwindigkeitskonstante (k):
T (K)
300
500
700
900
1100
k (L / mol s)
157
4.8×105 1.5×107 1.0×108 3.4×108
R = 8,314 J / K mol. (3 Punkte)
22. Diskutieren und skizzieren Sie die Temperaturabhängigkeit der freien
Standardenthalpien bei der Metallgewinnung durch Reduktion von
Kohlenstoff. (5 Punkte)
23. Diskutieren Sie die (hkl)-Abhängigkeit der Oberflächenenergie mit Hilfe des TLK
(Terrace Ledge Kink)-Modells. Benutzen Sie einen kubisch flächenzentrierten Kristall als
Beispiel! (3) (3 Punkte)

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