Natuurkunde.nl

Gassen

Estelle stelde deze vraag op 12 februari 2021 om 19:48.

Beste,
Ik zit vast met twee opgaven die ik niet begrijp. Kan iemand mij helpen? U zult ze in de bijlage terugvinden.

Nou, voor de eerste dacht ik:
Hoe hoger de absolute temperatuur van het gas, hoe hoger het volume. Hoe lager de temperatuur, hoe kleiner het volume. Voor een hoeveelheid gas bij constante druk geldt: V/T = constant of V1/T1 = V2/T2
Dat is de volumewet van Gay-Lussac in Kelvin.
Maar is het niet beter om de gaswet van Regnault te gebruiken? (V1/T1 = V2/T2)
Of, dit:
Voor een hoeveelheid gas geldt: pV/T = constant of pV1/T1 = p2V2/T2
Dit lijkt me logischer omdat 'druk p' een grote rol in dat vraagstuk speelt. Maar verder dan dit geraak ik niet...

Voor de tweede probeerde ik dit:
Isobaar, een lijn in een V(T)-grafiek
die het lineair verband weergeeft tussen
het volume en de temperatuur van een
hoeveelheid gas bij constante druk.

Voor vraag c opgave 2:

Van A naar B = isobaar proces
Van B naar C = geen isobaar proces (druk daalt)
Vraag A en B:
Daarna vragen ze naar het volume van het gas in toestand B en de druk van het gas in toestand C.
Moet ik daar de Gaswet Van Vander Waals gebruiken ((p + a/V²) . (V - b) = n.R.T), of is het gemakkelijker om de Algemene gaswet toe te passen (p.V = n.R.T).

Alvast bedankt voor uw antwoord!
Mvg,
Estelle

Reacties

Theo de Klerk op 12 februari 2021 om 19:55

>Hoe hoger de absolute temperatuur van het gas, hoe hoger het volume.
Dat is dus niet waar. Het volume kan hetzelfde blijven al neemt dan de druk toe.
Vergeet al die varianten van gaswetten, en onthoud alleen de algemene gaswet:

pV = nRT

waaruit alle andere wetten volgen als p, V of T een constante waarde houdt.
(en n = aantal grammol van het gas - dat kan ook constant zijn als het een vaste, afgesloten, hoeveelheid gas betreft).

Jan van de Velde op 12 februari 2021 om 23:59

dag Estelle,

door in al die aparte deelwetjes te gaan denken/rekenen maak je je het leven nodeloos onoverzichtelijk. Je docent geeft je hier heel opzettelijk eenvoudige getallen en verhoudingen om op inzicht mee te hoofdrekenen. En van al die aparte wetjes te gaan onthouden word je gillend gek.

gegeven voor vraag 2 toestand A
p = 50 kPa
V = 5,0 L
T = 200 K
algemene gaswet pV= nRT (daarin zitten al die aparte wetjes ingebouwd)

bij verandering naar toestand B verandert de druk niet, de hoeveelheid gasmoleculen ook niet, en de gasconstante R is (de naam "..constante" zegt het al) ook onveranderlijk.
pV= nRT
V en T zijn dus rechtevenredig. Dat blijkt ook uit de lijn die de toestandsverandering volgt.
Bij verandering van toestand A naar toestand B zien we de temperatuur verdubbelen van 200 K naar 400 K
Bijgevolg zal het volume ook verdubbelen (van 5,0 L naar 10,0 L)

Van B naar C blijft de temperatuur constant, volume verandert
pV= nRT
p en V zijn dus omgekeerd evenredig
het volume wordt 25/10 = 2,5 keer zo groot
Bijgevolg wordt de druk dus 2,5 keer zo klein

Groet, Jan

Jaap op 13 februari 2021 om 00:47

Dag Estelle,

Opgave 2a toestand A en B op een rechte door de oorsprong, isobaar proces
V_B/T_B=V_A/T_{A →}V_B/400=5,0/200 → V_B/400=(5,0/200)⋅400=10dm³
Om bij opgave 2b te gebruiken: AB verloopt isobaar, dus p_B=p_A=50kPa.

Opgave 2b isotherm proces →
p_C⋅V_C=p_B⋅V_B → p_C⋅25=50⋅10 → p_C=(50⋅10)/25=20kPa

Theo de Klerk op 13 februari 2021 om 11:19

Invullend op Jans opmerkingen:
Punt A:
p = 50 kPa
V = 5,0 L
T = 200 K
dan is pV/T = 50.10³ . 5,0 . 10^-3 / 200 = 1,25

Voor punt B:
T=400 K
p = 50 kPa

Daaruit kun je het volume in B afleiden:
p=gelijk aan situatie A, dan domweg rekenen:
pV/T = 1,25 dus V = 1,25 T/p = 1,25 . 400/(50 .10³ ) = 10 .10^-3 m³ = 10 L

Daaruit volgt situatie C:
V = 25 L
T = 400 K
pV/T = 1,25 dus p = 1,25 T/V = 1,25 . 400 /(25 . 10^-3) = 20 .10³ Pa = 20 kPa

En zo doe je elk punt in de thermische kringloop

Estelle op 13 februari 2021 om 12:33

Dag iedereen,
Ik begrijp het nu wel, bedankt voor jullie hulp en moeite.
Ik had nog een opgave en bij deze paste ik dit formule toe; p.V= n.R.T
Ik wilde gewoon vragen of het juist is?

Nogmaals bedankt!
Mvg,
Estelle

Jaap op 13 februari 2021 om 12:57

Dag Estelle,
Zo te zien wordt u geplaagd door rekenfouten...

Toestand 2: isotherm proces met n=constant
p₂⋅V₂=p₁⋅V₁ → p₂⋅400=1,00⋅200=200 → p2=200/400=0,5bar
Of: het volume wordt 2 maal zo groot, de druk wordt ½ maal zo groot.

Toestand 3: mogelijk een rekenfout met p⋅V=n⋅R⋅T?
2,00⋅10⁵⋅400⋅10^–6=0,00802⋅8,31⋅T → 80,0=0,066646⋅T
T=1200K

Toestand 4: p⋅V=n⋅R⋅T → 2,00⋅10⁵⋅V=0,00802⋅8,31⋅400=26,658
V=26,658/2,00⋅10⁵=0,000133m³=133cm³
Misschien moet u nog afronden op het juiste aantal beduidende cijfers?

Gassen

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen