Thermodynamik

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,
folgendes Problem ist aufgetaucht:
Wasser steht unter Druck im Kondensator; Zustand 1: p1= 3 bar und T1= 45°C
Wasser wird entspannt auf p2= 1bar

Frage: T2 ?

Mein Ansatz:
p1/T1 = p2/T2

nach T2 auflösen ergibt 15°C.
Mein Problem:
stimmt das so?
denn wenn ich das ganz in Kelvin ausrechne, wird das Wasser im Zustand 2 sehr kalt: 106,05K = -167,1°C

Kann ich überhaupt diesen Ansatz machen? Stammt ja immerhin für ideale Gase&Fluide (pV=mRT).
weitere Frage:
Kann ich grundsätzlich bei Wasser über die Gasgleichung gehen?Ich denke da so an Dampfprozesse, da nehme ich ja die Gleichungen.
Oder muß ich irgendeinen Exponenten noch einbauen( 3 atomiges Gas/Fluid (H2O) X=1,33)? Es sind reale Prozesse und keine idealen bzw. isentrope.

noch eine Frage:
Wieviel Druck ist nötig um H2O vom Zustand 1 auf Zustand 2 zu kriegen?
Bsp.: p1= 1 bar; V1= 1 ltr.
Ich will wissen wieviel Druck nötig wäre (Wasser soll ja inkompressibel sein zu einem gewissen Grad [und genau dieser interessiert mich]) um Zustand 2 mit V2= 0,9 ltr. zu erreichen.
Mein Ansatz: p1*V1=p2*V2
Dabei komme ich auf p2= 1,1 bar. Das kann nicht sein! ->Hilfe

Hmmm,Fragen über Fragen und Thermodynamik ist so schwer aber auch sehr spannend.

Danke für die Hilfe

Gruß

#2

Wasser steht unter Druck im Kondensator; Zustand 1: p1= 3 bar
und T1= 45°C
Wasser wird entspannt auf p2= 1bar

Frage: T2 ?

Mein Ansatz:
p1/T1 = p2/T2

Kann ich überhaupt diesen Ansatz machen?

Nein.

Stammt ja immerhin für ideale Gase&Fluide (pV=mRT).

Nicht einmal da. Das Gesetz von Boyle-Mariotte gilt nur für konstantes Volumen und damit haben wir es hier nicht zu tun. Beim Entspannen dehnt sich ein ideales Gas aus.

Tatsächlich ist das Ganze wesentlich einfacher. Bei 45°C ist Wasser sowohl bei 1 bar, als auch bei 3 bar flüssig und nahezu inkompressibel. Die Temperatur wird sich also nicht meßbar ändern.

#3

Hallo,
folgendes Problem ist aufgetaucht:
Wasser steht unter Druck im Kondensator; Zustand 1: p1= 3 bar
und T1= 45°C
Wasser wird entspannt auf p2= 1bar

Frage: T2 ?

Mein Ansatz:
p1/T1 = p2/T2

Dieser Ansatz gilt für ideale Gase, hier hast Du es aber bei beiden Drücken mit Wasser (Flüssigkeit) zu tun, genauer: unterkühltem Kondensat.

nach T2 auflösen ergibt 15°C.
Mein Problem:
stimmt das so?
denn wenn ich das ganz in Kelvin ausrechne, wird das Wasser im
Zustand 2 sehr kalt: 106,05K = -167,1°C

Die Lösung findest Du nur über die Wasserdampftafel (h-s-Diagramm).
Für die genannten Drücke und Temp. kann aber auch ohne Tafel ausgesagt werden: Die Temperatur des Wassers bleibt unverändert, denn es ändert sich durch die Druckänderung weder der Aggregatzustand noch wird Wärme zu- oder abgeführt (h =const.)

Kann ich überhaupt diesen Ansatz machen? Stammt ja immerhin
für ideale Gase&Fluide (pV=mRT).

Nein.

weitere Frage:
Kann ich grundsätzlich bei Wasser über die Gasgleichung
gehen?Ich denke da so an Dampfprozesse, da nehme ich ja die
Gleichungen.

Nein, auf keinen Fall.
Für die Zustandsänderungen realer Gase und Flüssigkeiten gibt es, wie vor erwähnt, Zustandsdiagramme, anhand derer die jeweiligen Zustandsänderungen ermittelt werden. Die allgem. Gasgleichungen sind für reale Gase zu ungenau und gelten nicht für Flüssigkeiten.

Oder muß ich irgendeinen Exponenten noch einbauen( 3 atomiges
Gas/Fluid (H2O) X=1,33)? Es sind reale Prozesse und keine
idealen bzw. isentrope.

Nein.

noch eine Frage:
Wieviel Druck ist nötig um H2O vom Zustand 1 auf Zustand 2 zu
kriegen?
Bsp.: p1= 1 bar; V1= 1 ltr.
Ich will wissen wieviel Druck nötig wäre (Wasser soll ja
inkompressibel sein zu einem gewissen Grad [und genau dieser
interessiert mich]) um Zustand 2 mit V2= 0,9 ltr. zu
erreichen.

Funktioniert nicht, da Wasser nicht komprimierbar ist. Eine Mini-Komprimierbarkeit kommt durch die evtl. im Wasser gelösten Gase (oder im Schwarzen Loch, wenn die Massenanziehungskräfte die Atomabstände reduzieren).

Mein Ansatz: p1*V1=p2*V2
Dabei komme ich auf p2= 1,1 bar. Das kann nicht sein!
->Hilfe

Eben, siehe oben.

Hmmm,Fragen über Fragen und Thermodynamik ist so schwer aber
auch sehr spannend.

Gruß
Wolfgang D.

#4

Wasser steht unter Druck im Kondensator; Zustand 1: p1= 3 bar
und T1= 45°C
Wasser wird entspannt auf p2= 1bar

Frage: T2 ?

Mein Ansatz:
p1/T1 = p2/T2

Kann ich überhaupt diesen Ansatz machen?

Nein.

Stammt ja immerhin für ideale Gase&Fluide (pV=mRT).

Nicht einmal da. Das Gesetz von Boyle-Mariotte gilt nur für
konstantes Volumen und damit haben wir es hier nicht zu tun.
Beim Entspannen dehnt sich ein ideales Gas aus.

Wirfst Du da nich etwas durcheinander?
pV=mRT ist nicht das Boyle-Mariottsche-Gesetz, sondern pV=const. (bei T=const. und n=const). Das hat mit V=const. nix zu tun. Und auch die genannte ideale Gasgleichung hat nix mit V=const. zu tun. Sonst wäre ja nich in beiden Fällen V als Variable darin vorhanden.

Tatsächlich ist das Ganze wesentlich einfacher. Bei 45°C ist
Wasser sowohl bei 1 bar, als auch bei 3 bar flüssig und nahezu
inkompressibel. Die Temperatur wird sich also nicht meßbar
ändern.

Hier gebe ich Dir natürlich Recht.

moe.

#5

Wirfst Du da nich etwas durcheinander?

Ja, ich meinte natürlich das 2. Gay-Lussacsche Gesetz.