Springen naar inhoud

Veren


  • Log in om te kunnen reageren

#1

lottieke

    lottieke


  • 0 - 25 berichten
  • 17 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 05 juli 2010 - 09:06

Beste,

Naar aanleiding van mijn herexamen natuurkunde, ben ik bezig met het oplossen van de overige oefeningen in mijn cursus, echter is er een oefening die ik niet goed begrijp.

Opgave: Het deksel van eenz uiger wordt met een veer verbonden. De veer heeft een veerconstante 2000N/m. De zuiger is met 5L gas gevuld. Het gas bevindt zich op een temperatuur van 20°C en een druk van 1atm. Bij deze condities is de veer ontspannen. Het deksel heeft een oppervlak van 0.01M² en een verwaarloosbare massa. Hoe hoog beweegt het deksel wanneer het gas tot 250°C wordt opgewarmd? Wat is de finale druk van het gas?
Oplossing: 19.75cm en 1.33 atm
Nu is de vraag natuurlijk hoe je hier aankomt??

Mijn werkwijze:
- 20°C = 293.15K
-250°C = 523.15K

Nu vroeg ik me eerst en vooral af als je hierop de ideale gaswet mag toepassen, want dit was mijn eerste uitgevoerde stap...
Als dit wel het geval zou zijn.
Dan doe ik:
P1V1 = NRT1 / P2V2 = NRT2

N en R vallen weg. de druk van P1 is gekend en de twee temperaturen zijn ook gekend.
Maar wat met het volume? (dit blijft toch niet hetzelfde, aangezien een druk uitgeoefend wordt)

alvast bedankt bij het helpen van deze eerste vragen, want zolang ik dit niet weet, kan ik niet verder...
Groeten

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

#2


  • Gast

Geplaatst op 05 juli 2010 - 10:00

OK je moet in dit geval inderdaad p1V1/T1=p2V2/T2 nemen. Alleen moet je de druk berekenen aan de hand van de indrukking van de veer. Immers als de toestand weer stabiel is geworden staat de deksel weer stil, en is er dus krachtenevenwicht. Ik denk dat je het beste kan rekenen met een hypothetische indrukking van de veer van x meter. Je kan dan de veerkracht uitdrukken in x. Het zelfde moet je doen voor het nieuwe volume. Als je dan de oude en nieuwe temperatuur invult krijg je een vergelijking in x die je op kan lossen. Lukt het zo?

#3

lottieke

    lottieke


  • 0 - 25 berichten
  • 17 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 juli 2010 - 07:28

ik kom de oplossing nog altijd niet uit.
Wat heb ik nu gedaan:
- volgens mij is druk: kracht per eenheid oppervlak.
- en de veerkracht van een veer is: -kx

Ik gebruikte nu dus de formule

- (kx / Opp * Volume) / temperatuur
en dit zowel voor de 2 toestanden.
En ik stelde deze aan elkaar gelijk, maar dit komt niet uit... Wat doe ik nu fout?

Veranderd door lottieke, 06 juli 2010 - 07:28


#4


  • Gast

Geplaatst op 06 juli 2010 - 08:20

Je werkt op de VWO-manier en die is eigenlijk niet toereikend. Ik denk dat je vergeten bent om ook V uit te drukken in x maar dat weet ik niet zeker. Wat je beter kan doen is even een schetsje maken:
naamloos.GIF
Je ziet dan dat als x positief is, de veer een extra druk op het gas geeft van 2000.x/A. De totale druk is dan
LaTeX
want de buitendruk werkt nog steeds met 1 atmosfeer.
Het nieuwe volume is 0,005 + x.A
Vervolgens stel je voor beide toestanden PV/T gelijk, je krijgt dan een kwadratische vergelijking met oplossing x=0,167 (dus niet 19.7 maar 16.6 cm), waaruit je de nieuwe p kan berekenen.

#5

lottieke

    lottieke


  • 0 - 25 berichten
  • 17 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 juli 2010 - 08:39

nog één vraagje, ik begrijp niet goed van waar die 2 in de uitdrukking 2*10^5 komt...

#6


  • Gast

Geplaatst op 06 juli 2010 - 11:48

Let wel, dat is geen vergelijking maar de uitdrukking voor de nieuwe druk. Deze bereken je door de kracht van de veer (2000.x Newton) te delen door het oppervlak van de zuiger (0,01 m^2), en 2000/0,01=2.10^5. Kun jij overigens nog verklaren waarom ik op 16.7 cm uitkom en het antwoordenboek op 19.7? Of is dat weer een typefout, die komen in de moderne antwoordenboeken vreselijk veel voor heb ik gemerkt?

#7

lottieke

    lottieke


  • 0 - 25 berichten
  • 17 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 juli 2010 - 07:43

Neen, ik weet dit ook niet. Wij werken op de universiteit sowieso wel met 101325Pa ipv met 10^5 waardoor ik met dit getal werk, en ik kom 16.9 cm uit. Mja, het komt toch al in de buurt van de oplossing ;).
Alvast heel erg bedankt voor de professionele hulp, ging er nooit aan uitgeraakt zijn anders.

Zal eens een mailtje naar de prof sturen als zijn antwoord in de cursus wel klopt

Bedankt!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures