Drukdaling door oplossen gas in vloeistof

DMk

In een afgesloten vat bevind zich een ontluchte olie, met daarboven lucht (10 volume % van de inhoud van het vat). De begindruk is atmosferisch (1000 mbar). Na enkele dagen, waarbij het vat geschud wordt, blijkt de druk in het vat aanzienlijk gedaald te zijn, naar ik aanneem doordat er lucht in de vloeistof wordt opgelost. Als ik aanneem dat de oplossingscoefficient van de lucht in de olie zodanig is, dat alle lucht opgelost zou kunnen worden, is de volgende redenering dan correct: Omdat de partiele gasdruk in de vloeistof in de evenwichtssituatie hetzelfde wordt als in de ruimte erboven, geldt dat de druk daalt tot p_eind = p_begin * (V_begin/ V_eind) = 100 mbar?

Benm

Dat lijkt me inderdaad correct. In principe neemt het volume van de olie minimaal toe als gevolg van het oplossen van de lucht, maar dat is echt verwaarloosbaar.

Wat je echter wel mee moet rekenen is dat de olie ook kan verdampen. In de gasfase die resteert zit dus ook oliedamp gelijk aan de dampdruk van de olie bij de temperatuur waarop je dit uitvoert. Nu zal dat bij dikke stookolie niet zoveel uitmaken, maar bij vluchtigere stoffen wel: Als je bijvoorbeeld een stopfles voor de helft vult met ether, en daarboven lucht, dan komt die stop er na een tijdje af: de druk wordt gelijk aan de luchtdruk waarmee je begon, PLUS de dampdruk van ether (en minus evt lucht die oplost in ether, voor zover die al niet verzadigd was).

DMk

Het gaat hierbij om siliconenolie, wat een dusdanig lage dampspanning heeft dat de invloed hiervan m.i. verwaarloosd kan worden.

Waar ik nog wel mee zit te puzzelen is de laagste druk die hierdoor in het vat zou kunnen ontstaan. Volgens de gaswet verwacht ik dat hoe kleiner het begin lucht volume is, dat uiteindelijk in de olie oplost, hoe lager de einddruk zou kunnen worden. Dus een luchtbelletje van 0.1 % van het olievolume zou na volledig oplossen een einddruk kunnen geven van 1 mbar.

Gevoelsmatig kan ik mij dit nog niet zo goed voorstellen. Zijn er suggesties voor een eenvoudig huis-tuin-keuken proefje om dit effect aan te tonen?

Fred F.

Als ik aanneem dat de oplossingscoefficient van de lucht in de olie zodanig is, dat alle lucht opgelost zou kunnen worden, ....

Als je begint met aannames dan kun je alles verkrijgen.

Maar alle lucht kan nooit oplossen omdat er altijd een evenwicht is tussen de partieeldruk (gasdruk) van de luchtmolekulen en de luchtconcentratie in de olie. Hoe lager de gasdruk wordt, des te minder lost er bij evenwicht op.

Omdat de partiele gasdruk in de vloeistof in de evenwichtssituatie hetzelfde wordt als in de ruimte erboven, geldt dat de druk daalt tot p_eind = p_begin * (V_begin/ V_eind) = 100 mbar?

Onjuist.

Het is niet zo alsof de lucht zich na evenwicht over het totale volume verdeelt en de gasdruk dus eenvoudig te berekenen zou zijn.

Zonder werkelijke data omtrent de oplosbaarheid van lucht (N₂ en O₂) in die siliconenolie valt niet te zeggen wat de druk na evenwicht zal zijn.

Wat is trouwens de zin van dit gefilosofeer?

DMk

Het probleem is dat in de datasheets die ik tot nu toe heb kunnen vinden, geen gegevens over de oplosbaarheid staan.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Drukdaling door oplossen gas in vloeistof

Drukdaling door oplossen gas in vloeistof

Re: Drukdaling door oplossen gas in vloeistof

Re: Drukdaling door oplossen gas in vloeistof

Re: Drukdaling door oplossen gas in vloeistof

Re: Drukdaling door oplossen gas in vloeistof