Gasdruk tussen twee afgesloten vaten

Hasan stelde deze vraag op 25 mei 2021 om 14:35.

Beste
Ik heb eerst de vergelijkingen opgesteld voor links en rechts bij situatie 1 en situatie 2. Daarna heb ik de vergelijkingen van situatie 1 gesubstitueerd in situatie twee. Maar ik kom voor situatie 2 Links 30 cm uit en Rechts 15 cm? Wat doe ik fout.


 

Reacties

Theo de Klerk op 25 mei 2021 om 15:00
Gas in ruimte A krijgt ineens 3/2 = 1,5 x meer ruimte (van 2VB naar 3VB).  De hoeveelheid gas blijft immers constant, net als de temperatuur, dus pV = constant. Daardoor zal de druk 2/3 = 0,66 x zo hoog worden.

De redenatie waar je in kunt tuinen is:
De linker manometer met 14 cm Hg druk zal nu 2/3 x 14 = 9,3 cm Hg gaan aanwijzen.
Dat zal de rechter nu ook doen. Eerst was er vacuum en dan is het verschil de gehele luchtdruk, 1 atm = 76 cm Hg. Nu is de bol gevuld met gas onder dezelfde druk als links en dus zal de manometer ook hetzelfde aanwijzen.

Maar:
Wil je de absolute druk bepalen links dan is die 76 + 14 = 90 cm Hg druk: 14 cm Hg overdruk.
Na verspreiding over beide bollen wordt dit  2/3 x 90 = 60 cm Hg. Vergeleken met de buitenluchtdruk is dit 16 cm Hg minder. Dus zal in beide manometers nu het kwikniveau 16 cm hoger staan in de buis die aan de bol verbonden is.

De door jou opgevoerde "x" als daling/stijging lijkt voor beide buizen gelijk. Dat is dus niet zo. De gasdruk in beide bollen is hetzelfde, beide manometers hebben dus het zelfde hoogteverschil.
Jan van de Velde op 25 mei 2021 om 18:00
Dag Hasan,

Deze oefening riekt naar Toelatingsexamen arts/tandarts in Vlaanderen. Is dat zo? 
Zo ja, dan moet je heel dat vergelijkingencircus dat je op dat kladje toont achterwege laten, en zoeken naar de heel eenvoudige praktische redenering. 

Druk in bol A is nu 76 + 14 = 90 cmHg 
Verdeeld over een ruimte anderhalf keer zo groot (+bol B) wordt dat anderhalf keer zo klein, 60 cmHg. Maar wel in beide bollen natuurlijk. 
Manometer A zakt dus van 90 naar 60 = -30 cmHg,  van +14 naar -16 cmHg.
Manometer B stijgt dus van 0 naar 60 = +60 cmHg, van -76 naar -16 cmHg.

Bijna al die sommetjes zijn  op inzicht gebaseerd, met veelal eenvoudig hoofdrekenwerk. Maak daar vooral gebruik van.

Groet, Jan
Hasan op 25 mei 2021 om 19:01

Ik begrijp dat de de oorspronkelijke druk in A (wanneer de kraan dicht is) met 1/3 daalt wanneer de kraan geopend wordt. Maar ik kan de link niet leggen met de hoeveelheid stijgen/dalen van het kwikniveau. Geeft het verschil in kwikniveau weer wat de druk is in de bolvormige ruimten? En waarom mag je 76 en 14 optellen en zeggen dat dit de totale druk is ( ik neem aan dat dit de totale druk is na het openen van de kraan?) 

Dit is inderdaad ter voorbereiding van het toelatingsexamen. 

Alvast bedankt allebei!

Jan van de Velde op 25 mei 2021 om 19:51

Hasan

waarom mag je 76 en 14 optellen en zeggen dat dit de totale druk is

 omdat er als standaard-buitendruk 76 cmHg wordt verondersteld (1 atm = 1,01325 bar) 

In een U-buis geldt dat aan beide zijden de druk gelijk is (evenwicht)


in de linker U-buis staat onder de onderste rode streep in beide benen kwik en daar is de druk dus in beide benen gelijk (evenwichtsnveau) .
In het linkerbeen is er een gasdruk van 76 cmHg (buitenlucht)  maar staat er ook nog 14 cmHg letterlijke kwikdruk van die dat 14 cm lange kwikkolommetje boven dat evenwichtsniveau. 
conclusie is dat in de bol 90 cmHg gasdruk op dat evenwichtsniveau moet staan, anders is het niet in evenwicht. 

Dat die buitendruk inderdaad de standaarddruk 76 cmHg is zie je in de rechter U-buis:


in het linkerbeen een gasdruk 0 (vacuüm) en een druk van een kwikkolm van 76 cm hoogte boven het evenwichtsniveau. In het rechterbeen alleen die buitendruk, die dus gelijk moet zijn aan 76 cmHg (en dus ook voor de andere U-buismanometer moet gelden) .


Hasan

En waarom mag je 76 en 14 optellen en zeggen dat dit de totale druk is ( ik neem aan dat dit de totale druk is na het openen van de kraan?

Nee, het plaatje toont de situatie vóór het openen van die kraan, dus 76 + 14 cmHg is de totale druk in vat A  VÓÓR het openen van die kraan. 

Groet, Jan




Hasan op 25 mei 2021 om 21:18
Ik begrijp het! Heel erg bedankt. 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft twintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)