Isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 100

Isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht

Beste,

ik heb een vraag over de isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht...

Ik schets de situatie...

We beschouwen een reactievat afgesloten door een zuiger. (buitenkant atmosferische druk) Het heeft een volume V1. Het bevat vier gassen A,B,C en D. Deze gassen reageren met elkaar volgens de reactie:
\(2A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons C_{(g)} + D_{(g)}\)
De reactie van links naar rechts is exo-energetisch. De temperatuur blijft constant. We laten deze reactie in reversibele omstandigheden verlopen. We laten het volume stijgen (heel weinig: reversibel blijven) tot V2.

Wat er volgens mijn cursus gebeurt:

(1) Het gas levert arbeid gelijk aan W =
\(\int^{V_2}_{V_1} p.dV = \int^{V_2}_{V_1} \frac{n.R.T.dV}{V} = n.R.T.ln(\frac{V_2}{V_1}) \)
(in mijn cursus wordt de n weggelaten ? Foutje ?)

(2) Ik vergroot het volume van het gasmengsel. Het evenwicht verschuift naar links: het systeem neemt warmte op (noem deze q). (endotherme kant).

Als bij het proces de T constant blijft dan zal de opgenomen warmte q volledig gebruikt worden om de arbeid W te leveren.

Wat ik niet begrijp: de berekende arbeid in stap (1) is toch niet correct? De n is tijdens de expansie toch niet constant? Zou het misschien daarom zijn dat die wordt weggelaten in de cursus?

Dank bij voorbaat!

-Box
Das ist nicht einmal falsch. - Wolfgang Pauli

Gebruikersavatar
Berichten: 3.112

Re: Isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht

In je cursus wordt de n weggelaten, omdat de beschouwingen per mol zijn. Hier is dat niet het geval.

Bij isotherme expansie van het gasmengsel is pV=(nA + nB + nC + nD)RT. Alleen RT is dus constant.

Bekijk met dit gegeven nog eens de arbeidsverrichting.

Gebruikersavatar
Berichten: 100

Re: Isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht

Beste,

Je kan de beschouwingen toch niet nemen per mol? Als men het volume vergroot zal het evenwicht naar links verschuiven, bijgevolg zal het totaal aantal mol stijgen toch? De p is zowel afhankelijk van V als van n...

Zouden we n niet kunnen uitdrukken in functie van V?

-Box
Das ist nicht einmal falsch. - Wolfgang Pauli

Gebruikersavatar
Berichten: 3.112

Re: Isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht

Je kan de beschouwingen toch niet nemen per mol?
In je cursus wordt de n weggelaten, omdat de beschouwingen per mol zijn. Hier is dat niet het geval.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.330

Re: Isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht

\(1 mol A_{(g)}+\frac{1}{2} mol B_{(g)}\rightleftharpoons \frac{1}{2} mol C_{(g)}+\frac{1}{2} mol D_{(g)}\)


Dit zou voor de naar rechtslopende reactie een n=1 opleveren?
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

Gebruikersavatar
Berichten: 100

Re: Isotherme expansie v/e gasmengsel in evenwicht

Dag,
In je cursus wordt de n weggelaten, omdat de beschouwingen per mol zijn.
Ik kan er mij in vinden dat je zegt dat voor een mol gas de geleverde arbeid zou zijn: W =
\(\int^{V_2}_{V_1} p.dV = \int^{V_2}_{V_1} \frac{R.T.dV}{V} = R.T.ln(\frac{V_2}{V_1}) \)
Maar ik zie niet in dat deze formule ook zou gelden voor het homogene gasevenwicht
\(2A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons C_{(g)} + D_{(g)}\)
omdat juist door het vergroten van het volume de totale n constant verandert (le chatelier)...

Maak ik een denkfout of verstaan we elkaar verkeerd?

-Box
Das ist nicht einmal falsch. - Wolfgang Pauli

Reageer