| Autor |
Nachricht |
soda
Anmeldungsdatum: 04.10.2006
Beiträge: 74
|
 soda Verfasst am: 13. Nov 2007 21:29 Titel: Gasgesetze, Ideen |
 |
|
Ich hab im Moment Probleme mit dem Verständniss, suche Ideen zum lösen dieser Aufgaben
Folgende Aufgabe:
Nach dem Schweißen ist der Druck in einer Sauerstoffflasche mit dem Volumen 40 Liter von 57 bar auf 51 bar abgesunken.
Wie viel Liter Sauerstoff bei Normaldruck 1,0 bar wurden verbraucht.
Was mir zuerst in den Sinn kommt, ist dass es ja proportional sein könnte:
Aber wozu die 1.0 bar? Wenn in der Flasche 40l Sauerstoff sind dann ist der Druck 57 bar, jetzt geht Sauerstoff "weg" das Volumen der Flasche ist gleich, aber verkleinert sich der Druck weil sich der restliche Sauerstoff im gleichen Volumen verteilen kann. Ich finde einfach keinen Weg, das "physikalisch" zu erklären, ausser das obiges passiert. Wenn die Flasche ein Volumen von 40l hat dann wär es einfach auch eine proportionale Rechnung aber wie sich das physikalisch mit  und erkläre weiss ich nicht.. weil ich kann mir ja nicht sicher sein, dass der Vorgang auch proportional ist.
Die zweite Aufgabe ist genauso "fies":
Wie viel Prozent weniger Sauerstoffvolumen, bezogen auf den Luftdruck von 970 hPa, erhält man in 2400m Höhe bei 760hPa Luftdruck im Vergleich zu 400m Höhe (Luftdruck 970 hPa) mit einem Atemzug.
Was ich mit der Höhenangabe anstellen soll weiss ich nicht, weil ich habe den vorherrschenden Druck auf der Höhe schon gegeben. Jetzt nehme ich an z.B ein Atemzug ist 1l Sauerstoff (ob das jetzt realitätsbezogen ist sei dahingestellt) dann habe ich ein Volumen und ein Druck. Jetzt gibt es verschiedene Verhältnisse zwischen  z.B
 oder die andere Möglichkeit:  welche von den beiden ich nehmen muss hängt ja von der Situation ab.. woran sehe ich das? Ich habe jetzt einfach wieder eine propotionale Rechnung aufgestellt:
 Also Atme ich auf 2400m nur noch 0,78l ein... Das sind ja nur noch 78% vom ganzen und das sind 22% weniger als auf 400m
Was davon ist brauchbar? 
freundlichen Gruss
soda |
|
 |
para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
|
| para Verfasst am: 13. Nov 2007 21:36 Titel: Re: Gasgesetze, Ideen |
|
|
| soda hat Folgendes geschrieben: | | Wenn die Flasche ein Volumen von 40l hat dann wär es einfach auch eine proportionale Rechnung aber wie sich das physikalisch mit und erkläre weiss ich nicht.. weil ich kann mir ja nicht sicher sein, dass der Vorgang auch proportional ist. |
Aber die thermische Zustandsgleichung idealer Gase hast du schonmal gesehen, oder? Für eine Stoffmenge n eines idealen Gases mit dem Volumen V, der Temperatur T und unter dem Druck p gilt immer:Dabei ist R die allgemeine Gaskonstante. Daraus folgt auch direkt die simplere Form, die "nur" besagt dass:Hilft dir das in dem Punkt schon einmal etwas weiter was das Verständnis angeht?
_________________
Formeln mit LaTeX |
|
|
schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
|
| schnudl Verfasst am: 13. Nov 2007 21:40 Titel: Re: Gasgesetze, Ideen |
|
|
Aufgabe a)
Da ist nichts fies dran:
Du brauchst nur die Gasgesetze hinschreiben, wie sie aus der Aufgabe folgen:
Daraus ergibt sich die verbrauchte Stoffmenge
)
Diese Stoffmenge  hat bei Normaldruck p0 ein Volumen Vx, welches sich wiederum aus der Gasgleichung berechnen lässt:
 = p_0 V_x)
PS: Para war schneller
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
|
|
soda
Anmeldungsdatum: 04.10.2006
Beiträge: 74
|
| soda Verfasst am: 13. Nov 2007 21:59 Titel: Re: Gasgesetze, Ideen |
|
|
| para hat Folgendes geschrieben: |
Aber die thermische Zustandsgleichung idealer Gase hast du schonmal gesehen, oder? |
nicht ganz sicher, das heisst im System bleibt die Temperatur immer gleich (Isoterm?) oder?
| para hat Folgendes geschrieben: |
Für eine Stoffmenge n eines Gases mit dem Volumen V, der Temperatur T und unter dem Druck p gilt immer:Dabei ist R die allgemeine Gaskonstante. |
Ergiebt sich ja irgendwie aus Boyle (T=const) und Lussac (p od V = const).  (für Luft), sonst wüsste ich nicht was R ist. Aber die Formel hab ich noch nicht gesehen bisher... was ist n denn für eine Stoffmenge? mol? bzw woher bekomme ich die?
| para hat Folgendes geschrieben: |
Daraus folgt auch direkt die simplere Form, die "nur" besagt dass: |
Ok die Formel hätte ich auch notiert.
| para hat Folgendes geschrieben: |
Hilft dir das in dem Punkt schon einmal etwas weiter was das Verständnis angeht? |
Kanns ja nochmal versuchen
Man muss ja bei Aufgabe 1 davon ausgehen dass die Temperatur während dem ganzen Vorgang nicht verändert wird, oder nicht?. Das heisst es muss dann ein Verhältnis zwischen p und V gerechnet werden, aber verstehen tuh ich es selbst nicht.
Aufgabe 2, naja es wär wohl besser mal herauszufinden ob überhaupt etwas an meinen Überlegungen richtig und was falsch ist... Ich kann den Prozess gar nicht richtig formulieren um daraus dann eine Gleichung zusammenzustellen. Mit welchen Überlegungsschritten geht man an solche Aufgaben? weil einfach die Formel nehmen (vor allem welche??) und das ganze durchrechnen und vom Prozess nichts verstehen bringt ja nichts...
Ich hab mich zusammen mit Google ja schon zum Thema "belesen", nur scheine ich das nicht zusammensetzen zu können. Häng in der Luft
MfG
soda |
|
|
Stefano
Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 14
|
| Stefano Verfasst am: 13. Nov 2007 22:19 Titel: |
|
|
Hallo Soda,
die Formel von den Zuständen 1 und 2 verhält sich tatsächlich proportional.
Diese Werte wurden Experimentell belegt und durch jeweiliges konstanthalten immer eines Paramters bestätigt.
Die Gasgleichung setzt sich aus verschiedenen einzeln voneinander festgestellten zusammenhängen zusammen.
Wenn du dort mal weiterrecherchieren willst. Schau dir mal
Das Boyl´sche und das Gay-Lussac´sche Gesetz an.
| Zitat: |
Man muss ja bei Aufgabe 1 davon ausgehen dass die Temperatur während dem ganzen Vorgang nicht verändert wird, oder nicht?. Das heisst es muss dann ein Verhältnis zwischen p und V gerechnet werden, aber verstehen tuh ich es selbst nicht. |
In der Tat, die Temperatur ändert sich nicht, also kürzt sich T heraus, und siehe da: steht nur noch das Boyl´sche Gesetz da, welches den Druck und das Volumen in Proportion setzt.
Ich hoffe ich konnte dir weiterhelfen.
Wenn nicht, frag einfach nochmal nach.
Gruß Stefano |
|
|
soda
Anmeldungsdatum: 04.10.2006
Beiträge: 74
|
| soda Verfasst am: 13. Nov 2007 22:29 Titel: Re: Gasgesetze, Ideen |
|
|
Wenn also bei Aufgabe 1, sich die Temperatur nicht ändert somit folgt aus obiger Formel:  wie kann mehr Sauerstoff "weg" als drin war... das ist doch alles nicht logisch...
MfG
soda |
|
|
Stefano
Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 14
|
| Stefano Verfasst am: 13. Nov 2007 22:34 Titel: |
|
|
bins nochmal,
hatte gerade was überlesen:
| Zitat: | | Ergiebt sich ja irgendwie aus Boyle (T=const) und Lussac (p od V = const). (für Luft), sonst wüsste ich nicht was R ist. Aber die Formel hab ich noch nicht gesehen bisher... was ist n denn für eine Stoffmenge? mol? bzw woher bekomme ich die? |
n ist tatsächlich die Stoffmenge in mol. R hat aber nicht die Einheit k^-1.
R ist die allgemeine Gaskonstante mit 8,3145107  und ist in der Gleichunng der Proportionalitätsfakor. |
|
|
soda
Anmeldungsdatum: 04.10.2006
Beiträge: 74
|
| soda Verfasst am: 13. Nov 2007 23:12 Titel: |
|
|
Ok aber die Formel anwenden kann ich trotzdem nicht, weil ich ja gar nicht verstanden habe was ich denn mit Aufgabe 1 machen muss... ist mein Resultat richtig? ich würd mal sagen es ist falsch aber ich versteh halt auch nicht warum es falsch oder richtig ist. Es ist nur geratet
Kann mir jemand sagen mit welchen Gedankengängen jemand an diese Aufgaben geht? Ohne jetzt mal eine Formel zu zücken?
Wäre sehr dankbar
Gruss
soda |
|
|
schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
|
| schnudl Verfasst am: 14. Nov 2007 08:11 Titel: |
|
|
zu a)
wenn du eine Gasflasche hast, so ist das Volumen immer gleich (in diesem Fall 40l), es ändert sich bei Gasentnahme aber der Druck.
Bei gleichbleibender Temperatur kannst du nun deine Formel verwenden:
Da sich T nicht ändert, daher auch:
Wenn du mit p1 und V den Druck und das Volumen des in der "vollen" Flasche befindlichen Gases bezeichnest, so kannst du damit leicht das Volumen V' ausrechnen, welches diese Gasmenge bei Normaldruck (p0=1bar) einnehmen würde.
Nun entnimmst du Gas, und der Druck bricht auf p2 zusammen. Das Flaschenvolumen ist wieder gleich. Damit kannst du aber schon das Volumen V'' berechnen, welche das Gas in der "halbleeren" Flasche bei Normaldruck einnehmen würde:
Wie gross ist daher die verbrauche Gasmenge bei Normaldruck? Du kennst ja bereits V' und V'' !
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
|
|
soda
Anmeldungsdatum: 04.10.2006
Beiträge: 74
|
| soda Verfasst am: 14. Nov 2007 09:34 Titel: |
|
|
Genau diese "Art", wie Schnudl das gemacht hat, zu denken fällt mir schwer!
| schnudl hat Folgendes geschrieben: |
Wie gross ist daher die verbrauche Gasmenge bei Normaldruck? Du kennst ja bereits V' und V'' ! |
So bei Nr 2 versuche ich das jetzt auch so "schrittweise":
Dazu folgende Aussagen:
- Die Höhenangaben sind nicht relevant (sie wären relevant, wenn man den Druck auf derjeweiligen Höhen ausrechnen müsste.. er ist aber schon gegeben)
- Man muss das Volumen eines Atemzug annehmen z.B 1L (einfachheitshalber?)
- Da der Bezugsluftdruck (970hPa) der gleiche ist wie auf 400m ist 
1 Schritt: Bei einem Luftdruck von 970hPa hat ein Atemzug ein Volumen von 1L 
2 Schritt: Auf 2400m ändert sich das Volumen und der Druck, was nun?
Soll man jetzt nur den Druck ändern, aber das Volumen vorerst auf 1L belassen? falsch? richtig? Weil das ist ja nicht so, bei Nr 1 war das Volumen gleich weil eine Flasche immer das gleiche Volumen hat.
Ich würde eher dazu tendieren zu sagen:
Wenn bei Druck p0 das Volumen V ist, so ist bei p2 das Volumen V' (aber hier wechseln 2 der "Komponenten" ist das erlaubt?)
 Also 0,27L mehr als vorher in Prozent: 27%
Ich wär davon überzeugt das es so stimmt.. aber kann gut sein dass ich irgendwas falsch gemacht habe.. was davon stimmt oder ist falsch?
MfG
soda |
|
|
schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
|
| schnudl Verfasst am: 14. Nov 2007 10:12 Titel: |
|
|
ja sieht beides gut aus.
bei b):
Du sollst berechnen, wie gross ein Volumen am Berg ist wenn die gleiche Menge Gas unten im Tal als Volumen gegeben ist:
)
Prozentuelle Änderung:
/V_{tal} = (1-p_{tal} / p_{berg}) \cdot 100%)
Du hast das im 2. Ansatz richtig gemacht, warst aber etwas zaghaft 
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
|
|
soda
Anmeldungsdatum: 04.10.2006
Beiträge: 74
|
| soda Verfasst am: 14. Nov 2007 20:38 Titel: |
|
|
Ok danke Schnudl
Ich hab mir auch mal die dritte Aufgabe angesehen und hab mir Gedanken dazu gemacht, scheint aber wieder einen Schritt zu weit zu gehen die Aufgabe:
Bei 20°C und einem Aussendruck von ca. 1 bar wird ein Reifen auf einen Überdruck von 1,5 bar aufgepumpt. Auf welchen Betrag hat sich der Überdruck verändert, wenn beim Fahren die Temperatur des Reifens auf 55°C gestiegen ist und sein volumen als gleichbleibend angenommen werden kann.
Lösungsschritte:
- Zuerst einmal Überdruck ist ja relativ zum Umgebungsdruck! Soviel ich weiss muss man aber alle Berechnungen mit absoluten Drücken durchführen oder? also wäre 
- Das Volumen wird bei dieser Aufgabe nicht verändert -> Isochor
Schritt 1: Bei 20°C ist der Druck im Reifen 2,5 bar also 
Schritt 2: Nach dem Fahren hat sich ja nur die Temperatur verändert, erhöhte Temperatur und gleiches Volumen -> heisst der Druck ist gestiegen. Wie man das mit einer Rechnung ausdrückt weiss ich nicht hab versucht:
}{(-253.15)}=2.15bar})
Laut der Rechnung nimmt aber der Druck ab... wenn ich die Temperaturen tausche erhalt ich 2.9 bar.. aber das ist ausprobieren nicht überlegen... wie komme ich auf die korrekte Formel? Mir fehlen wieder die Überlegungsschritte um die korrekte Formel zu "entwickeln"
Danke und gruss
soda |
|
|
schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
|
| schnudl Verfasst am: 14. Nov 2007 21:36 Titel: |
|
|
Die allgemeine Formel, die T, V und p beinhaltet ist
und gilt, wenn jeweils die gleiche Stoffmenge (in mol oder kg) genommen wird.
Daraus kannst du schon mal schreiben:
Da V1 = V2 (ändert sich nicht; = isochor), kannst du V kürzen und bekommst
soweit hast du das ja noch.
Nun musst du p2 berechnen:
 = p_2)
stimmt auch noch !
Nun einsetzen:
T1 = 273,15 + 20 = 293,15 K
T2 = 273,15 + 55 = 338,15 K
ich glaube, du hast dich hier beim Umrechnen von °C auf K vertan.
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
