Springen naar inhoud

1 cilinder met 2 gassen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 oktober 2011 - 21:49

Dag, beste forumgangers van het wetendschapsforum

Ik zit in 6VWO en heb afgelopen week een huiswerkopdracht opgekregen van mijn leraar natuurkunde. Ik heb een tijdje zitten nadenken over de probleemstelling, maar ik kan maar niet op het antwoord komen. Ik hoop dat jullie mij in de goede richting kunnen sturen. ;)

Hier het probleem:

Geplaatste afbeelding

Gegeven;

Je hebt een cilinder met een zuiger die je vasthoudt. Aan de linkerkant van de zuiger zit Co2 gas, en aan de rechterkant zit er H2 gas.
- De druk aan de linkerkant bedraagt 4 bar
- De druk aan de rechterkant bedraagt 1 bar
- Het volume aan de linkerkant bedraagt 40 cm^3
- Het volume aan de rechterkant bedraagt 60 cm^3
- De temperatuur is constant

Daarna laat je de zuiger los en zal het in een bepaalde richting gaan bewegen.

In deze situatie geldt de ideale gaswet.

De opdracht:

Bereken Peind (de druk nadat je de zuiger hebt losgelaten) van zowel de linkerkant van de zuiger, als van de rechterkant.




Zelf dacht ik dat de druk aan beide kanten van de zuiger gelijk zal zijn nadat je hem loslaat.

Ik begon met de formule

(p1 x V1)/T1 = (p2 x V2)/T2

En dan T1 en T2 weg te strepen, aangezien de temperatuur constant is. Maar dan kom ik uit op

p1 x V1 = p2 x V2

En dat klopt niet als ik de getallen invul...



Zou iemand mij in de goede richting kunnen helpen? Bedankt!

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
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 oktober 2011 - 22:42

Zelf dacht ik dat de druk aan beide kanten van de zuiger gelijk zal zijn nadat je hem loslaat.

correcte gedachte bij een vrij bewegende zuiger.

probleem is, je stelt hieronder in FORMULE niet simpelweg dat de druk aan beide zijden gelijk wordt, p1 = p2, zoals je hierboven in TAAL wl stelde.

Ik begon met de formule

(p1 x V1)/T1 = (p2 x V2)/T2

En dan T1 en T2 weg te strepen, aangezien de temperatuur constant is. Maar dan kom ik uit op

p1 x V1 = p2 x V2

En dat klopt niet als ik de getallen invul...

dit zou je dan ook gebruiken om de toestand van n en dezelfde hoeveelheid gas te omschrijven bij de situaties 1 resp 2.

Dit klopt aan de CO2 kant (situatie 1 = vr het loslaten, situatie 2 daarna) en evenzeer aan de H2 kant, maar beschrijft niet het geheel.

Laten we ons even geen zand in de ogen laten strooien en CO2 en H2 beide als ideale gassen te beschouwen. Kan hier niet anders dan de bedoeling zijn. Beschouw beide gassen dus als identiek.

We nemen even deze zelfde cilinder, met n soort gas onder twee verschillende drukken in twee verschillende volumes, houden de zuiger vast, maar we prikken nu een gat in die zuiger. Psssssst........

Wat is het eindresultaat?
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

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 oktober 2011 - 23:03

Aangezien het 1 cilinder is met hetzelfde gas, zou ik denken dat de zuiger precies in het midden gaat zitten, en dat dus het volume en de druk gelijk zijn aan beide zijdes.


Ik ga trouwens naar bed nu, ik zal maandagmiddag pas weer reageren. ;)

Veranderd door bramio, 02 oktober 2011 - 23:10


#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 oktober 2011 - 23:09

de plaats van die zuiger wordt, vanwege dat gat, volslagen onbelangrijk. Het gas kan vrij stromen waar het wil, en dus de gehele cilinder gelijkmatig vullen.

een volumeL onder een drukL en een volumeR onder drukR worden samen een volume(L+R) onder druk3.......

EDIT>>>>>>>>
naar bed gaan, verstandig.......
truste..... ;) ...
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

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 15:29

Hmm ok ik snap het. Maar ik snap nog niet zo goed wat de relatie dan is met het eerste geval. Er wordt geen gat in de zuiger geprikt, dus zouden we gassen ook niet door elkaar gaan lopen.

#6

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 16:03

Dat maakt niet uit.

(Ook maakt het niet uit wat voor gassen het zijn.)
Hydrogen economy is a Hype.

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 16:12

Of de zuiger opschuift, of dat je er een gat in prikt, of de zuiger er van tussen zou kunnen halen zonder dat er gas ontsnapt, in beide gevallen is het resultaat dat zich in elke cm van hl de cilinder evenveel gasmoleculen zullen bevinden, en de druk dus even hoog zal zijn overal.
Of het hierbij gaat om CO2 of H2 moleculen wordt pas ergens een eind achter de komma interessant, een detail dat op het niveau middelbare school voorzover ik weet niet behandeld wordt.
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

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 16:55

Hmmm ok

Dus aan het begin heb je 2 gassen. Deze kun je als identiek beschouwen, omdat dat vrijwel geen invloed heeft op je eindantwoord.
In alle 100cm^3 van de cilinder zal de druk even hoog zijn.

Krijg ik dan niet

(peind x Vtotaal)/T = n x R
(peind x 100cm^3) = 8,3n

En aangezien peind is wat ik moet hebben, moet ik eerst n zien te vinden?

Veranderd door bramio, 03 oktober 2011 - 17:01


#9

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 17:23

Laten we dat gas links van de zuiger eens bekijken. (CO2)
Stel nu LaTeX
LaTeX
Als de zuiger tot stilstand is gekomen stellen we het volume links van de zuiger op
LaTeX
De einddruk stellen we p
Welke wet kun je nu toepasen om het verband te bepalen tussen de begintoestand en de eindtoestand van de hoeveelheid gas links van de zuiger.

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 17:24

Ga het niet te moeilijk zoeken, want ten eerste, n ga je weer moeten uitrekenen aan de hand van de begindruk en het beginvolume, en ten tweede, n als geheel in de cilinder of in elk cilinderdeel verandert niet. Dus net als T kan die uit de vergelijking weg.
R is de gasconstante, dus ook constant (duhh) en kan dus k weg.

met p en V is het dus op te lossen.

- Het volume aan de linkerkant bedraagt 40 cm^3
- De druk aan de linkerkant bedraagt 4 bar

simpele analogie: er zijn 40 potjes met elk vier knikkers.

- Het volume aan de rechterkant bedraagt 60 cm^3
- De druk aan de rechterkant bedraagt 1 bar

simpele analogie: er zijn 60 potjes met elk 1 knikker.

als ik dat nou allemaal bij elkaar gooi en goed schudt, hoeveel knikkers vind ik dan na schudden gemiddeld in een potje?

en vertaal dat dan eens naar een nette vergelijking met p's en V's.
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

#11

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 17:43

@aadkr
Gebruik je daarvoor niet die ideale gaswet? Maar dan
pL, begin x VL, begin = pL, eind x VL, eind
Zou je dan kunnen zeggen dat VL, eind 50 cm^3 is, en dan pL, eind als enige onbekende in de formule hebben?


@Jan van de Velde

40 x 4 = 160
60 x 1 = 60
160 + 60 = 220 knikkers in totaal
220 knikkers in 100 potjes is ong. 2,2 knikkers per potje.

Dus 220 bar in 100 cm^3 en 2,2 bar in 1 cm^3?



(pL, begin x VL, begin) + (pR, begin x VR, begin) = peind x Veind

peind = ((pL, begin x VL, begin) + (pR, begin x VR, begin))/Veind

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 17:47

peind = ((pL, begin x VL, begin) + (pR, begin x VR, begin))/Veind

bang on the head ;)

peind = ((pL, begin x VL, begin) + (pR, begin x VR, begin))/(VL, begin + VR, begin)
is nog een tikje beter.

Dus 220 bar in 100 cm^3 en 2,2 bar in 1 cm^3?

z letterlijk moet je de potjesanalogie niet vertalen, en zo moet je het in gn geval ;) op een toets opschrijven, want dat is natuurkundig klinkklare onzin.......

desalniettemin zal de einddruk in de cilinder inderdaad 2,2 bar zijn.
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

#13

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 17:49

Hahaha is goed!

Heel erg bedankt Jan van de Velde, Fred F. en aardkr, ik geloof dat ik het snap! ;)

#14

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 17:52

De ideale gaswet toepassen lijkt mij uitstekend.
LaTeX
Stel nu dezelfde wet op voor dat gas rechts van de zuiger.

#15

bramio

    bramio


  • >25 berichten
  • 47 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2011 - 18:07

De ideale gaswet toepassen lijkt mij uitstekend.
LaTeX


Stel nu dezelfde wet op voor dat gas rechts van de zuiger.



Kom je zo uiteindelijk niet gewoon hierop uit:

peind = ((pL, begin x VL, begin) + (pR, begin x VR, begin))/Veind
(Veind is dan weer (VL, begin + VR, begin))

((4 ∙ 〖10〗^5 ∙ 40)+ (1 ∙ 〖10〗^5 ∙60))/(40+60)=220000Pa=2,2bar





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures