Springen naar inhoud

Molfracties lucht op 8 km hoogte


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Maveryth

    Maveryth


  • >25 berichten
  • 92 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2010 - 15:25

Als huiswerkopgave heb ik het volgende gekregen:

Neem aan dat lucht op zeeniveau bestaat uit 20% O2 moleculen en 80% N2 moleculen en dat de druk op zeeniveau gelijk is aan 1 bar. Wat is de samenstelling uitgedrukt in molfracties van de lucht op 8 km hoogte? Wat is de luchtdruk op deze hoogte? Neem aan dat de temperatuur gelijk is aan 0 graden Celcius onafhankelijk van de hoogte.

In het boek kan ik slechts ťťn formule vinden die relevant kan zijn: p = p0 * e^(-h/H). Waarbij p0 de druk is op zeeniveau en h de hoogte. H is volgens het boek een constante van ongeveer 8 km, maar meer specifiek is H: RT/Mg waarbij M de gemiddelde molaire massa van lucht is.
Waarschijnlijk is PV = nRT ook van belang.

De druk op 8km hoogte kan ik wel bereken dat is ongeveer 0,37 bar. Het gaat dus vooral om de dikgedrukte vraag met betrekking tot de molfracties. Hoe kan je dit berekenen?

Het probleem bij het oplossen ligt hem vooral in het feit dat er niet evenveel mol aanwezig is op 8km als op zeeniveau. Dus ik kan PV = nRT ook niet echt gebruiken denk ik.

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
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 januari 2010 - 18:09

In de praktijk is de samenstelling van lucht tot op enkele tientallen kilometers hoogte doodgewoon dezelfde. In een hypothetische kolom lucht die als geheel stilstaat zou de molfractie zuurstof inderdaad lichtjes moeten afnemen met de hoogte, omdat de molmassa van O2 net iets groter is dan die van N2. Maar ik vraag me ernstig af of het verschil ook in dat geval significant te berekenen zou zijn vertrekkende vanaf significanties als 20 en 80%.

Bij wat voor soort niveau/stof hoort dit?
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

Maveryth

    Maveryth


  • >25 berichten
  • 92 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2010 - 18:20

Dit is huiswerk van 1e jaars natuurkunde student voor het vak thermodynamica.
Als de molfracties nauwelijks veranderen vraag ik me af of deze vraag wel zo bedoeld is.
Ik heb de docent al gemaild of hij de uitwerking wou opsturen.

Bedankt voor je hulp.

#4

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 12 januari 2010 - 23:27

Pas de formule toe op N2 en O2. Verwaarloos andere gassen. (Verschillende M)
De verhouding van de concentraties = de verhouding van de berekende partiŽle gasdrukken.

Veranderd door thermo1945, 12 januari 2010 - 23:28


#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 januari 2010 - 23:32

Thermo, wat heeft dat met 8 km hoogte te maken?
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

#6

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 13 januari 2010 - 20:20

Thermo, wat heeft dat met 8 km hoogte te maken?

Met toenemende hoogte verschuiven de concentraties en daarmee de partiŽle drukken.

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 13 januari 2010 - 20:22

Met toenemende hoogte verschuiven de concentraties en daarmee de partiŽle drukken.

Ja, maar daarginds zeg je toch niks over de mate van verschuiving en hoe die te berekenen?
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

#8

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 14 januari 2010 - 07:49

Ja, maar daarginds zeg je toch niks over de mate van verschuiving en hoe die te berekenen?

Uit de barometrische hoogteformule (zie 1 vet) volgt, dat op 8km hoogte de luchtdruk e x zo klein is als op de grond.
( e = 2,7..., het grondtal van de natuurlijke logaritme)

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2010 - 08:01

Nog steeds, wat vertelt me dat over een verandering van de verhouding O2 : N2 ?
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

#10

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3053 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2010 - 10:36

Stel dat de gemiddelde temperatuur over die 8 km ongeveer 273K is, dan is
schaalhoogte HN2 = RT/Mg = 8.2km (28 g/mol)
schaalhoogte HO2 = RT/Mg = 7.2km (32 g/mol)

Op zeeniveau is de zuurstoffractie gelijk aan 0.20
Op 8km hoogte is de zuurstoffractie gelijk aan 0.20 * exp(8/HO2) / exp(8/HN2) = 0.17

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2010 - 17:38

schaalhoogte HN2

Kun je aub eens wat meer uitleggen over dat begrip schaalhoogte?
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

#12

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3053 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2010 - 18:59

De term schaalhoogte klinkt filosofischer dan hij is. In eenvoudige atmosfeermodellen daalt de (partiele) druk exponentieel met de hoogte z, p = p0 exp(-z/H). (in mijn vorige bericht is het minteken per ongeluk weggevallen). Atmosfeeronderzoekers noemen die H altijd de schaalhoogte . In een atmosfeer met verschillende gassen heeft ieder gas zijn eigen H. De gassen beinvloeden elkaars hoogteverdeling niet.

Veranderd door jkien, 14 januari 2010 - 19:04






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures