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[quote="evilknievel"]Hallo zusammen, ich schreibe gerade meine Studienarbeit und hab da ein kleines Problem: Bei den Versuchen ging es im Allgemeinen um die Kompression verschiedener Kunststoffe. Als Daten wurden sowohl die Temperatur, der Druck, als auch die resultierende Längenänderung aufgenommen. In meiner Arbeit soll ich nun eine Berechnung aufstellen, wie hoch die zu erwartende Volumenänderung ausfällt. Dabei soll der aufgebrachte Druck und zugleich die dadurch entstehende Erwärmung des Werkstoffs mit berücksichtigt werden. Leider bin ich auf dem Gebiet der Thermodynamik ne absolute Niete... Wäre echt spitze, wenn mir da vielleicht jemand weiterhelfen könnte.[/quote]
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schnudl
Verfasst am: 18. Okt 2007 10:40
Titel:
dachdecker2 hat Folgendes geschrieben:
Isentrope Zustandsänderung (kein Wärmeaustausch mit der Umgebung):
...
das gilt nur bei idealen Gasen. Für beliebige Stoffe gilt:
mit
... Thermische Expansionkoeffizient
... Isotherme Kompressibilität
... Adiabatische Kompressibilität
... molares Volumen
... molare Wärmekapazität bei konstantem Volumen
... molare Wärmekapazität bei konstantem Druck
... absolute Temperatur
Am ehesten hast du aus Werkstofftabellen:
... Thermische Expansionkoeffizient
... Isotherme Kompressibilität (= Kehrwert des E-Moduls, wenn man die Poissonzahl mit 1/3 annimmt)
... molares Volumen
... molare Wärmekapazität bei konstantem Druck (schlicht: Wärmekapazität)
... absolute Temperatur
Daraus kannst du den adiabatischen E-Modul aus der zweiten Beziehung leicht berechnen!
Fertig.
Allerdings geht nicht recht hervor, was du wirklich brauchst.
Für PE bekommt man:
Datenblatt
:
Für PVC bekommt man:
Datenblatt
:
sodass ich mal annehme, dass auch in deinem Fall kaum ein Unterschied zu sehen sein wird.
dachdecker2
Verfasst am: 18. Okt 2007 01:17
Titel:
Wie muss man sich das Komprimieren vorstellen?
Wird da ein Stab auf Druck belastet? Wenn die Form nicht durch einen äußeren Zylinder vorgegeben ist, wird es schwer werden, die Volumenändernung zu berechnen (Der Stab wird deim Komprimieren seine Anfangsdicke nicht beibehalten.).
Da du schon Versuche gemacht hast, kannst du mit den Werten vergleichen, die man bei Gas erwarten würde. Ich erwarte, dass die Erwärmmung anders verlaufen wird, weil ein Festkörper von anderer Struktur ist als ein Gas und daher die innere Reibung anders aussieht.
Die Zustandsgrößen hängen über folgende Gleichung zusammen:
R ist dabei die allgemeine Gaskonstante und M ist die molare Masse (sollte herauszubekommen sein).
Isentrope Zustandsänderung (kein Wärmeaustausch mit der Umgebung):
ist dabei der von Rainer1988 angesprochene Adiabatenexponent, der wohl kaum in der Literatur zu finden sein wird (zumindestfür Kunststoff
). Zumindest bei Gasen lässt sich
aus den Volumenausdehnungen bei konstandem Druck / konstanter Temperatur errechnen.
Rainer1988
Verfasst am: 17. Okt 2007 21:43
Titel:
Hi
also ich kenne nur eine adiabatische zustandsänderung von Gasen.
könnte mir aber vorstellen das das bei Feststoffen ähnlich ist !?!
Drum denke ich müsste man den Adiabatenexponent (für deinen Kunststoff) zuerst durch Versuche bestimmen, oder er ist schon gegeben?!
und dann in die Formeln einsetzen.
vllt. ein paar nähere Infos?
evilknievel
Verfasst am: 10. Okt 2007 18:12
Titel: Berechnung der Volumenänderung bei adiabater Kompression
Hallo zusammen,
ich schreibe gerade meine Studienarbeit und hab da ein kleines Problem:
Bei den Versuchen ging es im Allgemeinen um die Kompression verschiedener Kunststoffe. Als Daten wurden sowohl die Temperatur, der Druck, als auch die resultierende Längenänderung aufgenommen.
In meiner Arbeit soll ich nun eine Berechnung aufstellen, wie hoch die zu erwartende Volumenänderung ausfällt. Dabei soll der aufgebrachte Druck und zugleich die dadurch entstehende Erwärmung des Werkstoffs mit berücksichtigt werden.
Leider bin ich auf dem Gebiet der Thermodynamik ne absolute Niete...
Wäre echt spitze, wenn mir da vielleicht jemand weiterhelfen könnte.