| Picassodrücker |
Verfasst am: 24. Okt 2013 00:36 Titel: |
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Hi,
also erstmal vorweg: Kann's sein, dass du in derselben VO/Übung bist wie ich? Aus deinen bisher gestellten Fragen würde ich das schließen
Zum Thema: Mittelwert würde ich nicht nehmen. Luft ist ja nicht 50% O2 und 50% N2... Ich hab mit 21/79 gerechnet (andere Gase vernachlässigt) und komme damit auf v = 511m/s (keine Ahnung, ob das stimmt).
Ich erklär's mal so, wie ich es verstanden hab, wenn also Fehler drin sind, wäre ich für jede Verbesserung dankbar...
Ausgehen musst du von der Berechnung des Drucks in einem Gas, sprich: In einem Würfel der Kantenlänge s befinden sich N Teilchen, die sich entlang einer Raumachse bewegen (je eines pro Richtung), sprich 1/6 wird vorne auf die Wand prallen, 1/6 hinten, 1/6 rechts, 1/6 links, 1/6 oben und 1/6 unten. So, wenn ein Teilchen gegen eine Wand prallt, wird ein bestimmter Impuls auf die Wand übertragen. Da das Teilchen zunächst mit p = mv auftrifft und mit -mv wieder abprallt, gibt es der Wand einen Impuls von 2mv ab.
Das heißt, der Gesamtimpulsübertrag auf ein Wandelement ist
Da steckt aber noch keine Fläche drin, die für den Druck ja benötigt wird, also nehmen wir das Volumen mit in die Gleichung (V = A*s). Die Kantenlänge s des Würfels entspricht der Geschwindigkeit eines Teilchens mal der Zeit, die es für s benötigt (also V = A * v * t). Daraus ergibt sich dann
Eine Kraft ist eine Impulsänderung, also:
Wenn du also deinen Impuls durch die Zeit dividierst, erhältst du:
Druck ist Kraft pro Fläche, du dividierst also durch A und bekommst
mv^2 weist darauf hin, dass kinetische Energie drinnen steckt, also kannst du die Gleichung umschreiben:
Gut, jetzt brauchst du noch eine zweite Gleichung für den Druck, in der die Temperatur steckt. Wenn V konstant bleiben soll, dann gilt bei Temperaturänderung:
bzw.
Die beiden Formeln kannst du jetzt gleichsetzen:
bzw. wenn du nach der kin. Energie auflöst:
ist die Boltzmann-Konstante k, daher
Ich hoffe, das stimmt soweit, also so hab ich's mir zumindest aufgeschrieben. |
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