So ich habe ein Beispiel das so lautet.
Gegeben: Eine 80 Liter fassende Flasche wird mit Stickstoff (N2) befüllt. Das Gas hat nach der befüllung 20° und steht unter einem Druck von 120 bar.
Gesucht:
Wie viel Kilogramm befinden sich in der Flasche?
So für dieses Problem habe ich mal die Angaben in SI-Einheiten umgewandelst.
80Liter = 80dm^3 = 0,08m^3
20°C => 273,16+20 = 293,16°K
120 bar = 120+10^5N/m^2
Nun verwende ich die ideale Gasgleichung und rechne mir die Masse aus
p*V = m*R*T
m = (p*V)/R*T = 11.033kg
Wie groß ist der Gasdruck wenn die Temperatur auf 40° steigt?
Hier kommt auch wieder die Ideale Gasgleichung zu tragen und ergibt:
p2 = (T2*p1)/T1 = 128,2*10^5 N/m^2
Auf welche Temperatur muss die Flasche gekühlt werden damit der Druck auf 110 bar absinkt?
Natürlich wieder der selbe Ansatz:
T2 = T1/p1*p2 = 268,73°K
So ist das alles richtig berechnet??
Bei der letzten Frage stehe ich komplett an die lautet:
Wie viel Wärme muss dem ursprünglich 20°C warmen Gas entzogen werden um den Druck von 110 bar zu erreichen?
Hier habe ich keine Ahnung und weiß auch nicht wie ich ansetzen sollte. Bitte um Hilfe
erst mal ein bisserl Klugscheissen:
20°C=293,16K … die Einheit °K gibt es nicht! Aber das nur so nebenbei.
Zu 1.: Thema ideales Gasgesetz: Es lautet p*V = n*R*T oder P*V=N*k*T … also steht nirgends die Masse drin! Kann auch garnicht, da p*V eine Energie ergibt, und R*T oder k*T auch … somit muss der Quotient Einheitenlos sein, also die Anzahl der N2-Moleküle (in mol oder als tatsächliche Anzahlt, je nach dem, ob mit k oder mit R gerechnet wurde) und daraus kann man dann erst die Masse bestimmen!
Zu 2 & 3: Hätte ich genauso gerechnet!
Also würde ich Aufgabe 1 nochmal versuchen! Wenn’s mit den Tips nicht klappt, einfach nochmal melden, dann rechne ich das auch nochmal nach. Ansonsten viel Erfolg.
Noch eine Anmerkung: Ich weiß, es ist eine idealisierte Übungsaufgabe, aber ich bin nicht sicher, ob bei N2 in der realität das ideale Gas eine gute Näherung ist … zumindest nicht bei den Drücken … war nur ein Gedanke, der mit durch den Kopf gegangen ist, und den man vielleicht auch mal im Hinterkopf behalten sollte!
Mit freundlichen Grüßen,
Robert
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Das die Masse in der idealen Gasgleichung nicht drinstehen darf ist nicht ganz richtig den es gibt zwei verschiedene R.
Das eine ist das Rm, dass die molare Gaskonstante darstellt und dann ist die ideale Gasgleichung:
p*V = Rm*T*n
Wenn man aber die Gaskonstante Ri nimmt mit der Einheit J/kgK dann stimmt meine Rechnung doch oder?
In der Angabe ist die Annahme angegeben, dass es als ideales Gas angesehen werden kann.
So nun weiß ich aber noch immer keine Antwort auf meine letzte Frage:
Wie viel Wärme muss dem ursprünglich 20°C warmen Gas entzogen werden, um den Druck von 110 bar zu erreichen.
also 1-3 scheint richtig zu sein. Und bei 4 nimmst Du einfach die kalorische Grundgleichung, also DeltaQ = m * c * DeltaT.
Dazu brauchst Du natürlich die spezifische Wärmekapazität.
Hi
Das bedeuted doch dann das ich die Formel:
dQ = m*cv*(T2-T1) --> cv weil es eine isochore Wärmezufuhr ist(besser gesagt im meinem Fall eine Abfuhr)?
Hab ich das richtig verstanden?
Lg Stefan
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dass es eine auf die Masse bezogene Gaskonstante gibt ist mir neu. Ist allerdings auch nicht besonders sinnvoll, weil es dann keine Naturkonstante mehr ist, sondern von der Molekülmasse des betrachteten Gases abhängt!
Die 4. Frage habe ich übersehen (weil auch nicht nummeriert ). Aber meine Antwort hätte ähnlich der von Olaf ausgesehen.
Gruß, Robert
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Das du die individuelle Gaskonstante nicht kennst wundert mich doch ein wenig. Gib mal in google dies als Suchwort ein.
Außerdem steht es in jedem Skribt das ich mir im Bezug auf Thermodynamik durchgelesen habe. Aber wie heißt es so schön.
Man lernt nie aus *gg*.
Danke nochmal, dass du mir weitergeholfen hast.
Weiter oben habe ich schon wieder ein Problem vielleicht kannst du mir da auch helfen.
eigentlich denken alle Physiker (ich auch) die ich kenne nur in „k*T“ und schon „R*T“ ist etwas, dem man i.A. eher in der Chemie begegnet …
Aber es stimmt, man lernt nie aus
Gruß, Robert
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Hi
Das bedeuted doch dann das ich die Formel:
dQ = m*cv*(T2-T1) --> cv weil es eine isochore Wärmezufuhr
ist(besser gesagt im meinem Fall eine Abfuhr)?
Hab ich das richtig verstanden?
Lg Stefan
Ja klar, und Aufgabe 3 war dann die Vorbereitung für 4.
Olaf
). Aber meine Antwort hätte ähnlich der von Olaf ausgesehen.