Springen naar inhoud

[natuurkunde] gas in een cilinder


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Emveedee

    Emveedee


  • >250 berichten
  • 585 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 oktober 2009 - 15:21

Ik kom niet goed uit de volgende opgave:

A cylinder contains 0.250 mol of carbon dioxide (LaTeX

) gas at a temperature of LaTeX . The cylinder is provided with a frictionless piston, which maintains a constant pressure of LaTeX on the gas. The gas is heated until its temperature increases to LaTeX . Assume that the LaTeX may be treated as an ideal gas.

How much work W is done by the gas in this process?


Ik heb het volgende geprobeerd:

Het gaat om een ideaal gas, met 6 vrije graden (x,y,z en hun rotaties), dus:
LaTeX en LaTeX .

Verder is gegeven:
LaTeX
LaTeX
LaTeX

Ik weet dat:
LaTeX , en ook
LaTeX

Ik zie echter niet hoe ik hiermee de arbeid en de interne energie kan berekenen?
Wat zie ik over t hoofd?
Give a man a fire and he's warm for a day. Set a man on fire and he's warm for the rest of his life.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 oktober 2009 - 15:46

volgens mij zoek je het te ver met je vrijheidsgraden e.d. Er wordt niet gevraagd naar de hoeveelheid toegevoerde energie of zo, slechts naar de arbeid geleverd door het gas:

Isobaar proces: W= pΔV
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Emveedee

    Emveedee


  • >250 berichten
  • 585 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 oktober 2009 - 17:40

Ah, natuurlijk. Ik heb bij dit soort opgaven wel vaker dat ik het veel te moeilijk zit te doen.

Edit:
De arbeid is gelukt, maar ik moet ook nog de interne energie berekenen, en ik zie niet hoe?

Veranderd door Emveedee, 31 oktober 2009 - 17:46

Give a man a fire and he's warm for a day. Set a man on fire and he's warm for the rest of his life.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 oktober 2009 - 21:22

Eerlijk gezegd is het hťťl lang geleden dat ik me heb beziggehouden met thermodynamica. Dus vergeef me als dit de verkeerde kant op gaat, ik heb geen tijd om die stof allemaal eens rustig te gaan zitten ophalen. Maar als ik zo eens ga rommelen met wat je zegt te weten:

Ik weet dat:

LaTeX

(1)


is geldig bij constant volume

echter

LaTeX

(2)

is geldig bij constante druk, (hier het geval)

Eerder al kwam je tot de conclusie (ik weet niet meer of die juist is, maar het lijkt er wel op):

LaTeX


Combineer 2 en 3. tot

LaTeX

(4)


Nu ken je Q. Je weet ook dat

LaTeX


combineer 4 en 5 , eerder berekende je W al, en los op voor LaTeX
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Emveedee

    Emveedee


  • >250 berichten
  • 585 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 oktober 2009 - 21:37

Ik had dit inmiddels zelf ook al geprobeerd, maar de antwoorden klopten niet. Ik heb even in de uitwerkingen gekeken, en blijkt dat ze de literatuurwaarde voor Cv en Cp gebruikten, geen wonder dat het niet werkte dus. Wel raar dat ze dan zeggen dat je CO2 als een ideaal gas mag gebruiken.

Toch bedankt voor de moeite nog!
Give a man a fire and he's warm for a day. Set a man on fire and he's warm for the rest of his life.

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 oktober 2009 - 21:44

blijkt dat ze de literatuurwaarde voor Cv en Cp gebruikten,

Verd... dat was iets wat ik om 6 uur al eens wilde suggereren. :eusa_whistle: maar achterwege liet als zijnde ongetwijfeld te simpel.

als je in dit gereken een andere omrekenfactor voor je LaTeX gebruikt, kom je dan een beetje uit? btw, wat literatuur die ik hier bij de hand heb gaat niet verder dan diatomaire ideale gassen , en dan wordt voor x 5 gebruikt.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

Emveedee

    Emveedee


  • >250 berichten
  • 585 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 oktober 2009 - 21:49

Ik had zelf ook al eens 5/2 R en 7/2 R geprobeerd, maar dat leverde ook niet de goede uitkomsten.

Di-atomaire gassen hebben inderdaad LaTeX , die hebben namelijk 5 vrije graden: x, y en z-translatie en 2 rotaties. De derde rotatie valt af omdat wanneer zo'n molecuul om z'n eigen as draait niet waarneembaar is (geloof ik, zo is 't ons verteld iig). CO2 heeft er echter 3, het molecuul is wel lineair maar heeft 2 pi-bindingen en die zijn asymmetrisch. Daardoor is die 3e rotatie dus waarneembaar en heeft het een vrije graad meer.
Give a man a fire and he's warm for a day. Set a man on fire and he's warm for the rest of his life.

#8

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 01 november 2009 - 10:40

Wel raar dat ze dan zeggen dat je CO2 als een ideaal gas mag gebruiken.

Dat betekent dat je de ideale gaswet P.V = n.R.T mag gebruiken en dat Cp - Cv = R

De arbeid is gelukt, maar ik moet ook nog de interne energie berekenen, en ik zie niet hoe?

Wat wordt bedoeld met: de interne energie berekenen ? Wat is het letterlijke vraagstuk? Wordt echt de interne energie gevraagd, of wordt de verandering in interne energie gevraagd? Ik vermoed het laatste. Dat is simpel:

ΔU = n.Cv.ΔT = n.(Cp - R).(T2 - T1)

Voor CO2 bij de gemiddelde temperatuur van 350 K is Cp = 0.895 kJ/kg.K = 39.4 J/mol.K
http://www.engineeri...xide-d_974.html

Wie dit zonodig in Cp/R wil uitdrukken moet bedenken dat Cp en Cv voor alle gassen, behalve de monoatomaire edelgassen, toeneemt met de temperatuur, zie bijgevoegdplaatje.

Simpele theorieboeken geven vaak:
mono: Cp = (5/2).R , Cv = (3/2).R
di: Cp = (7/2).R , Cv = (5/2).R
tri: Cp = 4.R , Cv = 3.R
maar in feite is dat voor meer-atomaire gassen alleen juist bij lage temperaturen.

Bijgevoegde afbeeldingen

  • Specific_Heat_Gases.JPG

Veranderd door Fred F., 01 november 2009 - 10:43

Hydrogen economy is a Hype.

#9

Emveedee

    Emveedee


  • >250 berichten
  • 585 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 november 2009 - 11:56

Je had gelijk, ze bedoelen idd de verandering in interne energie. Dat Cp bij hogere energie groter wordt bij poly-atomaire stoffen is duidelijk (2 extra vrije graden door buiging).

Het enige wat ik raar vind is dat CO2 in die grafiek begint bij 3.5 ipv 4?
Give a man a fire and he's warm for a day. Set a man on fire and he's warm for the rest of his life.

#10

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 01 november 2009 - 12:49

CO2 gedraagt zich bij zeer lage temperaturen als een di-atomair gas doordat er dan blijkbaar minder vrijheidsgraden zijn.

H2 vertoont iets soortgelijks en gedraagt zich bij zeer lage temperaturen als een mono-atomair gas met Cp/R = 2.5 en Cv/R = 1.5
http://hyperphysics..../shegas.html#c6

Overigens zie ik nu dat het nulpunt van de y-as in mijn eerder plaatje fout is: die 0 moet een 2 zijn. Slordig van het boek waaruit ik dit kopieerde (Moran & Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics).

De Cp en Cv van gassen zijn overigens niet alleen afhankelijk van de temperatuur maar ook van de druk. Daarom is het beter om de werkelijke Cp en Cv uit een tabellenboek of grafiek of te halen i.p.v. met die zeer theoretische formules met aantallen vrijheidsgraden. Dat het bij kamertemperatuur ongeveer klopt is geluk.
Hydrogen economy is a Hype.

#11

Emveedee

    Emveedee


  • >250 berichten
  • 585 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 november 2009 - 12:56

Ah, dat plaatje in die link ken ik inderdaad wel. Ik denk overigens niet dat ik het zů uitgebreid hoef te weten nog. Ik heb nu alleen het vak Inleiding Natuurkunde (1 vak waarin alles een beetje aan bod komt). Thermodynamica krijg ik pas volgend jaar volgens mij.

Bedankt nog voor je toelichting!
Give a man a fire and he's warm for a day. Set a man on fire and he's warm for the rest of his life.

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 november 2009 - 13:35

Ik heb nu alleen het vak Inleiding Natuurkunde (1 vak waarin alles een beetje aan bod komt).

Kortom, wat we hierboven al zagen, het nog vooral niet te diep gaan zoeken de rest van dit jaar.....
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures