hallo!
Man hat einen Quader mit einer quadratischen Grundfläche von 1 m² und einer Höhe von 100 m; dieser Quader ist mit Stickstoff gefüllt.
Nun füllt man ihn zu einer Höhe von 1 m mit Sauerstoff.
Wann ist dier Sauerstoff in etwa gleich im Quader verteilt?
Ich brauche keinen genauen Wert, lediglich eine Größenordnung, um mir die Relationen vorzustellen.
Wie lange dauert es in etwa? 1 Stunde? 1 Tag? 1 Woche? 1 Jahr?
Wie verhielte die Dauer sich, wenn man den Quaderinhalt auf 500 °C erhitzen würde?
Würde es 10-Mal so schnell gehen? 100-Mal? 1000-Mal?
Gruß
Paul
Moin,
Wie lange dauert es in etwa? 1 Stunde? 1 Tag? 1 Woche? 1 Jahr?
rechne selber:
http://de.wikipedia.org/wiki/Diffusionskoeffizient
Wie verhielte die Dauer sich, wenn man den Quaderinhalt auf
500 °C erhitzen würde?
Würde es 10-Mal so schnell gehen? 100-Mal? 1000-Mal?
von welcher Vergleichtemperatur würdest Du ausgehen?
Grob dürfte hier die van`t Hoffsche Regel gelten.
http://de.wikipedia.org/wiki/Van%27t_Hoffsche_Regel
Gandalf
Hallo =)
Man hat einen Quader mit einer quadratischen Grundfläche von 1
m² und einer Höhe von 100 m; dieser Quader ist mit Stickstoff
gefüllt.
Nun füllt man ihn zu einer Höhe von 1 m mit Sauerstoff.
Wann ist dier Sauerstoff in etwa gleich im Quader verteilt?
Also man braucht auch irgendwelche Größen (zumindest Größenordnungen).
Druck im Quader, Temperatur, gehst du von Luft oder Vakuum im Quader aus…
Hier brauchst du auch relativ genaue Werte, da die Diffusion sehr empfindlich gegenüber Druck und Temperatur ist (würde ich zumindest mal vermuten, alleine wegen EPR [wovon der andere Poster gesprochen hat]).
MfG, Christian
Normbedingungen
Druck im Quader, Temperatur, gehst du von Luft oder Vakuum im
Quader aus…
Wenn nichts anderes angegeben ist, sollte man immer von Normalbedingungen ausgehen.
Und der Quader ist, wie im UP zu lesen, mir Stickstoff gefüllt.
Gruß
Paul
Entfernung für Konzentrationsgradienten?
Wie lange dauert es in etwa? 1 Stunde? 1 Tag? 1 Woche? 1 Jahr?
rechne selber:
http://de.wikipedia.org/wiki/Diffusionskoeffizient
Da ist für Luft-Sauerstoff bei 0°C der Wert von 1,76*10^-5 angegeben.
Dies wird in etwa dem Wert für Stickstoff-Sauerstoff entsprechen, den ich suche.
Um nun den Teilchenstrom zu berechnen, brauche ich den Konzentrationsgradienten. Um diesen zu erhalten, benötige ich die Konzentration beider Stoffe und die Entfernung der beiden zueinander.
Die Konzentration wird bei beiden bei etwa 45 mol/m³ liegen (22 l/mol Molvolumen auf 1 m³ hochgerechnet).
Doch was nehme ich als Entfernung?
Der Quader ist 1 m hoch mit Sauerstoff gefüllt und danach 99 m mit Stickstoff.
Wie verhielte die Dauer sich, wenn man den Quaderinhalt auf
500 °C erhitzen würde?
Würde es 10-Mal so schnell gehen? 100-Mal? 1000-Mal?
Grob dürfte hier die van`t Hoffsche Regel gelten.
http://de.wikipedia.org/wiki/Van%27t_Hoffsche_Regel
Jo, stimmt, RGT-Regel.
danke!
Gruß
Paul
Hi Paul,
Wie lange dauert es in etwa? 1 Stunde? 1 Tag? 1 Woche? 1 Jahr?
Wie du das nachrechnen kannst, wurde dir ja gezeigt.
Mein Tipp ist: du wirst es nicht erleben, deine Enkel wohl auch nicht, und ob es die Menschheit erleben wird, gehört nicht hierher.
Gruß, Zoelomat
Hallo Paul,
stammen deine beiden Fragen aus dem Buch: „Die denkbar praxisfernsten Aufgaben aus der Physik“?
Das ist doch ganz starker Tobak was du da fragst!
In dem Buch von R.W. Pohl: „Einführung in die Physik“ I. Band, 16. Aufl., Springer Verlag (1964) findet sich auf den Seiten 305 bis 307 eine Ansatzmöglichkeit zur Lösung.
Pohl verwendet die aus Überlegungen mit der Brownschen Molekularbewegung abgeleitete Gleichung: x2/t = 2 * D.
Damit berechnet Pohl eine Aussage in Tabelle 12) für die Diffusion von Sauerstoff in Luft (du suchst die Diffusion von Sauerstoff in Stickstoff) bei 0 °C und einem Druck von 1013,3 mbar: „und ein einzelnes Molekül entfernt sich in einem Tag von seinem Ausgangsort um 1,8 m“.
Als Diffusionskonstante D für diese Bedingungen verwendet Pohl D = 1,8 * 10-5 m2/sec.
Löst man obige Gleichung nach der Zeit t auf und setzt als Strecke x die von dir gewünschten 99 Meter ein, so ergeben sich ca. 8 1/2 Jahre, in denen sich – angelehnt an die Worte von Pohl - ein einzelnes Sauerstoffmolekül von seinem Ausgangsort entfernt.
Über den Zusammenhang: Diffusionskoeffizient/Temperatur informierst du dich u.a. bei:
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache…
und teilst uns dann mit, welchen Wert D du für die von dir gesuchten 500 °C errechnet bzw. genauer, selber gemessen hast.
Grüße
watergolf
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