 Verfasst am: 15. Dez 2021 18:38 Titel: |
|
| Nobby, sonst passt die Aufagbe oder? | |
| Verfasst am: 14. Dez 2021 23:22 Titel: |
|
| In c wird nicht auf geblasen, dort wird komprimiert also zusammengedrückt. | |
| Verfasst am: 14. Dez 2021 23:15 Titel: |
|
| Hallo Leute, Ich hab die Aufgabe noch einmal berechnet und würde sie gerne sicherheitshalber hochladen (um zu überprüfen, ob ich sie wirklich verstanden habe). Könntet ihr mir eine Rückmeldung geben? Und ich hatte vergessen die Aufgabe d) hochzuladen. Könnt ihr auch auf die Aufgabe d) einen Blick geben und mir sagen, ob der Ansatz richtig ist. Aufgabe d lautet: Welche mittlere kinetische Energie haben die Stickstoffmoleküle insgesamt und welche quadratisch gemittelte Geschw. haben sie? Was meint man hier mit insgesamt? Ich hab einfach n mol Stickstoff ausgerechnet. ALso die mittlere kin Energie pro mol. |
|
| Verfasst am: 13. Dez 2021 20:44 Titel: |
|
| Erstmal möchte ich mich bei jedem einzelnen von euch bedanken. Danke für die ausführlichen Erklärungen. Ich schau mir das ganze noch einmal in Ruhe an und melde mich wieder wenn Fragen aufkommen. |
|
| Verfasst am: 13. Dez 2021 11:37 Titel: |
|||
Naja, der Druck stimmt ja nur überein, wenn die Temperatur auch dieselbe ist. So meinte ich das im Prinzip. Ansonsten: Ja, mir ist schon bewusst, dass Du das an sich alles richtig vorgerechnet hattest und so weiter, aber ich glaube dass Deine Formulierung zumindest für den TES und auch für mich leicht misszuverstehen war. Ich müsste jetzt den Text nochmal anschauen, um das genauer zu zeigen, aber eigentlich geht es mir ja gar nicht darum, sondern ich möchte eigentlich nur die Verwirrung des TES auflösen. Gruß Marco |
|||
| Verfasst am: 13. Dez 2021 04:13 Titel: |
|||
Nichts anderes sage ich doch und hab das weiter oben auch alles schon vorgerechnet. p1 sollte heissen wird bei V1genommen, das Gleiche für p2 und V2.. Der TES ist sich nicht im klaren welcher Druck genommen werden soll. In beiden Fällen ist p2 und V2 der Enddruck bzw. Volumen. Da von der Stoffmenge n des Stickstoffes ausgegangen wurde ist auch der Druck kein Zufall. Bei den gegeben Parametern sind das 1,3 bar. Egal ob man nun von 0 auf 60 l aufbläht oder von einem 1 m^3 aus auf 60 l komprimiert. Ich habe da keine Verständnisschwierigkeiten. |
|||
| Verfasst am: 13. Dez 2021 01:54 Titel: |
|
| Ich denke, hier ist die Nettoarbeit gemein. Warum sollte sonst der Umgebungsdruck genannt sein? Grüße, Nils |
|
| Verfasst am: 13. Dez 2021 01:05 Titel: |
|
| Das sehe ich ja auch alles so, aber ich bin mit diesem Differenz-Druck nicht so ganz dabei, glaube ich. Die Arbeit, die das Gas innen verrichtet wäre trotzdem der volle 1,3 bar Druck mal die Volumenänderung. Wenn ich einen Klotz mit Reibung über eine Strecke ziehe, ist die Arbeit ja auch die Kraft, die ich auf den Klotz ausübe mal die Strecke, nicht nur die resultierende Kraft, die den Klotz beschleunigt, also Kraft von mir minus Reibkraft. Oder sehe ich das falsch, bin mir im Moment auch nicht wirklich sicher...  Gruß Marco |
|
| Verfasst am: 13. Dez 2021 00:26 Titel: |
|
| Hallo Marco, zu Teil b): Ich denke, der wahre Vorgang beim Öffnen des Airbags ist sicher sehr komplex. Er öffnet sich ja quasi explosionsartig und schiebt damit eine Druckwelle vor sich her. Daher ist es fraglich, ob man überhaupt die üblichen Ausdrücke für die Thermodynamik idealer Gase ansetzen kann, die ja stets einen quasistatischen Gleichgewichtsprozess voraussetzen. Ich hab die Aufgabe allerdings so verstanden, dass man zumindest näherungsweise von einem isobaren Prozess ausgehen kann. Das heißt, dass während des Entfaltens stets soviel N2 freigesetzt wird, dass permanent ein Überdruck von 0.3 bar aufrecht gehalten wird. Viele Grüße, Nils |
|
| Verfasst am: 12. Dez 2021 23:31 Titel: |
|
| @Nobby1: Ich hab den Eindruck, Du hast häufig p1 und p2 als Volumen genommen, so hatte ich zumindest Deinen Text gelesen. Du hast glaube von p1 = 1m³ geschrieben gehabt oder so. Das scheint @frage1 zu verwirren, glaube ich zumindest. Also nochmal zur c): Anfangszustand ist p1 = 0,078 bar und V1= 1m³, Endzustand ist p2=1,3bar und V2= 0,06m³ oder 60l Dabei ist T=120°C als konstant gegeben und n die Stoffmenge aus a) und dass der Vorgang isotherm sein soll (also mit Wärmeaustausch mit der Umgebung derart, dass die Temperatur als konstant angesehen werden kann). p1 und p2 kannst Du aus der Stoffmenge, Temperatur und den gegebenen Volumina ausrechnen, wobei anscheinend p2 ja mit dem Druck bei gleichem Volumen von der c) übereinstimmt, was vielleicht Zufall ist, vielleicht auch nicht, keine Ahnung. Gruß Marco |
|
| Verfasst am: 12. Dez 2021 21:58 Titel: |
|
| NEIN bei 1 m^3 herrschen die 0,078 bar. Bei 0,06 m^3 die 1,3 bar. Genauso wie vorher beim Aufblasen von 0 m^3 auf 0,06 m^3. Ausgang war die Stoffmenge Stickstoff darin. |
|
| Verfasst am: 12. Dez 2021 21:50 Titel: |
|
| Nobby, ich versteh dich leider nicht. Wieso ist der druck p1= 1 m^3 und p2= 0,06? Meinst du damit vielleicht das Volumen? V1=1 m3 und V2= 0,06? Stimmt jetzt die Rechnung so?? Also so: w isotherm= pa * Va * ln (1m3/0,06m3) (1,3 * 10^5 Pa) * 1m3 * ln(1/0,06) = 365743,39 ??? ? Stimmt die obige Rechnung ? Ja oder nein? Hallo Marco! Danke für deine Antwort. Ich kann leider auch nicht einschätzen, welcher Ansatz richtig ist bzw. wie man die Aufgabe richtig löst. Vielleicht gibt es weitere Vorschläge. |
|
| Verfasst am: 12. Dez 2021 20:38 Titel: |
|
| Die Arbeit bei der b) verstehe ich nicht. Das Gas drückt von innen gegen den Beutel und damit die Luft außen weg. Die Luft außen hat 1bar. Ist dann die mech. Arbeit des Gases innen nicht einfach Was die 1,3 bar damit zu tun haben, weiß ich nicht. So lange der Beutel nicht gespannt ist, kann der Druck innen ja nur aufgrund der Dynamik innen größer sein als außen. Dann wäre aber für die Arbeit der innere Druck relevant, denke ich. Zumindest meine ich, dass man nicht die Differenz nehmen darf, oder irre ich mich da? Gruß Marco |
|
| Verfasst am: 12. Dez 2021 18:57 Titel: |
|
| Die Aufgqbe a und c haben miteinander nur soviel zu tun das die gleiche Stoffmenge an Stickstoff genommen wurde. Mit dem Airbag hat das nichts zu tun. Daher ist p1 bei V1 1m^3 und p2 bei V2 0,06 m^3. Und wenn ein Stoff sich zersetzt expandiert das Volumen wie in der ersten Aufgabe. Von 0 auf 0,06 m^3 . |
|
| Verfasst am: 12. Dez 2021 16:45 Titel: |
|
| Nils Hoppenstedt, danke für deine Rückmeldung! Ich hätte aber noch eine Frage: Muss ich für das Anfangsvolumen Va jetzt 1 m3 einsetzen oder 0,06 m3? Ich hab bei c) in die Formel das Anfangsvolumen Va= 0,06 m3 eingesetzt. Aber es wird ja von 1 m3 auf 0,06 komprimiert. Müsste man dementsprechend nicht 1m3 in die Formel einsetzen? Denn ich stell mir das ganze so vor: Vor der Zersetzung des NaN3 haben wir im Airbag ein Anfangsvolumen von 1 m3. Und durch die Zersetzung des Natriumazids zu N2 und N3, wird das Gas auf ein Endvolumen von 0,06 m3 komprimiert. Dann muss in die Formel für Va 1 m3 statt 0,06 m3 eingesetzt werden? |
|
| Verfasst am: 12. Dez 2021 16:14 Titel: |
|
| Ja, sollte so stimmen. | |
| Verfasst am: 12. Dez 2021 15:45 Titel: |
|
| Ja, dann stimmt doch meine Rechnung, oder? | |
| Verfasst am: 07. Dez 2021 16:59 Titel: |
|
| Du brauchtest die 1,3 bar. | |
| Verfasst am: 07. Dez 2021 16:29 Titel: |
|
| Achsoo, ja das ist jetzt verständlich Danke vielmals Nils Hoppenstedt! Nobby, wo muss ich p2 einsetzen? Für c) brauch ich doch p2 nicht. Ist mein Reczenweg nicht richtig? |
|
| Verfasst am: 06. Dez 2021 12:06 Titel: |
|||
Die Aufgabe c) ist jetzt richtig.
Stell dir einfach vor, dass das Gas beim Zusammendrücken einen kleinen Betrag dT wärmer wird als die Umgebung. Dadurch kann die Wärme an die Umgebung abgeben werden. Je langsamer dieses Zusammendrücken erfolgt, desto kleiner ist dT. Im Grenzfall einer unendlich langsamen Bewegung hast du den isothermen Prozess. Viele Grüße, Nils |
|||
| Verfasst am: 06. Dez 2021 08:34 Titel: |
|
| Die 1,3 bar sind ja nur aus der ersten Aufgabe bekannt. Aus p1 0,078 bar V 1 m^3 und V2 0,06 m^3 müsste man p2 berechnen. |
|
| Verfasst am: 06. Dez 2021 05:34 Titel: |
|
| Den 1. Hauptsatz habe ich verstanden, aber wie wird Wärme an die Umgebung abgegeben? Energie wird ja in das System hineingesteckt, aber wie wird Wärme wieder an die Umgebung abgegeben? Also mit was gibt das System die Wärme wieder ab? Z.B bei der Expansion muss ja zuerst Energie aufgewendet werden, damit das Gas expandieren kann. Es gilt ja hier q=-w Aber bei der Kompression fehlt mir die Vorstellung. Ich weiß nicht, ob meine Frage verständlich ist. Und noch was: Ist jetzt die Berechnung richtig? Habe ich alles richtig gerechnet oder muss ich noch was ändern? Und vielen vielen Dank für deine Erklärungen Nils Hoppenstedt! Edit: Nobby, wo muss ich den druck p= 7800 Pa einsetzen? ich hab den nirgends eingesetzt. Ich hab bei c) für den Druck 1,3*10^5 Pa eingesetzt. |
|
| Verfasst am: 06. Dez 2021 00:30 Titel: |
|||
Das habe ich nicht verstanden und ich bin mir auch nicht sicher, ob du den 1. HS wirklich verstanden hast... Zur Aufgabe: bei isothermen Prozessen besagt der 1. HS für ideale Gase: dQ + dW = dU = 0 und damit dW = -dQ In Worten: Die Energie, die durch Arbeit in das System hineingesteckt wird, wird als Wärme wieder an die Umgebung abgeführt. Viele Grüße, Nils |
|||
| Verfasst am: 05. Dez 2021 23:30 Titel: |
|
| Nils Hoppenstedt, Energie wurde in Form von Wärme in das Gas übertragen (+q), da wir von außen Arbeit an das System leisten. Das gas wird ja komprimiert. Hier gilt ja der 1. Hauptsatz: Wenn am System Arbeit geleistet wird, dann muss ja irgendwo wieder Wärme verloren gehen oder gewonnen werden. Ich kann mir das mit der Kompression irgendwie nicht vorstellen. Wir komprimieren das System, d.h. Das System bekommt ein +w, was passiert dann mit -q?? |
|
| Verfasst am: 04. Dez 2021 20:18 Titel: |
|||
Gemeint ist die Energie, die durch die Volumenarbeit in das Gas übertragen worden ist. Richtig, die innere Energie hat sich nicht geändert. Aber wo ist die Energie dann geblieben? (Stichwort: 1. Hauptsatz der Thermodynamik) - Nils |
|||
| Verfasst am: 04. Dez 2021 20:12 Titel: |
|||
Wenn Du alles genau gelesen hast vorher gibt es zwei Wege. Bei einem braucht man den Druck beim anderen nicht. p2 bräuchte man um p1 zu berechnen. |
|||
| Verfasst am: 04. Dez 2021 19:33 Titel: |
|
| Dann war die Berechnung des Druckes eigentlich umsonst? Wir haben ja für p2= 7800 Pa, muss ich den irgendwo einsetzen? Und genau die Energie fehlt noch. Meint man hier die innere Energie? Denn bei isothermen Prozessen ändert sich die innere Energie nicht. Warum sie sich nicht ändert, kann ich nicht begründen. Könnt ihr mir das erklären? Und hier habe ich noch die gesamte Aufdgabe erneut gerechnet ohne den Druck p2= 7800 Pa. So sieht´s dann aus: |
|
| Verfasst am: 04. Dez 2021 15:20 Titel: |
|
| Wie Füsik-Gast bereits schrieb, ist es umgekehrt: das Anfangsvolumen ist V1 = 1m³ und das Endvolumen ist V2 = 0.06m³. Entsprechend muss im Argument der ln-Funktion 1/0.06 stehen (macht ja auch Sinn, weil die Kompressionsarbeit positiv sein muss). Außerdem fehlt immer noch die Antwort auf die Frage, was mit der dazugehörigen Energie passiert. - Nils |
|
| Verfasst am: 04. Dez 2021 14:05 Titel: |
|
| Ja, dann setze ich für w= 1,3x10^5 Pa x 0,06 m^3 x ln(0,06/1) ?? | |
| Verfasst am: 04. Dez 2021 13:33 Titel: |
|
| c hat mit dem Airbag eigentlich nichts mehr zu tun. Eine Stickstoffmenge , die als Wert aus der vorigen Aufgabe genommen wird soll isotherm komprimiert werden. | |
| Verfasst am: 04. Dez 2021 12:33 Titel: Arbeit |
|||
Das ist in der Aufgabe bei c vorgegeben. Dort geht es um die isotherme Kompression eines Anfangsvolumens von 1m3 auf 0,06 m3(60 l). Füsik-Gast. |
|||
| Verfasst am: 04. Dez 2021 11:24 Titel: |
|
| Ich bin ehrlich gesagt ziemlich verwirrt. Ich hab´s immer noch nicht kapiert, obwohl ihr mir die Aufgabe schon oft genug erklärt habt. Ich will’s wirklich verstehen, aber irgendwo hänge ich gerade. Was genau passiert bei c)? Wir haben ein Airbag, der mit einem Feststoff NaN3 gefüllt ist. Dieser Airbag hat ein gewisses Anfangsvolumen von 60 l, da in der obigen Angabe steht: [b] Durch die Zersetzung zu Na(s) und N2(g) wird in kurzer Zeit ein Gasvolumen von 60l gefüllt[i] Das heißt, dass der Airbag erst nach der Zersetzung ein bestimmtes Anfangsvolumen hat und zwar 60 l?? meine Überlegung macht irgendwie keinen Sinn, oder? Könnt ihr mir vielleicht noch einmal erklären, warum V1= 0,06 m3 und V2= 1m3? |
|
| Verfasst am: 04. Dez 2021 00:05 Titel: |
|
| Die Indizierung für p V 1,3 bar, 0,06 m^3 ist falsch gesetzt. In beiden Fällen ist es das Endvolumen und sollte den Index 2 tragen. Im ersten Fall p1 1 bar im zweiten Fall 0,078 bar. p 2 ist in beiden Fällen 1,3 bar. |
|
| Verfasst am: 03. Dez 2021 23:56 Titel: |
|||
Das folgt aus der idealen Gasgleichung: p*V = n*R*T Wenn n und T konstant ist, ist folglich auch p*V konstant. Viele Grüße, Nils |
|||
| Verfasst am: 03. Dez 2021 23:51 Titel: |
|
| Nein. In dem Airbag ist vorher kein Gas sondern ein Stoff der Natriumazid heisst. Das ist ein Feststoff. Bei einem Unfall wird dieser zur Explosion gebracht und in weniger als einer Sekunde wird Stickstoff frei gesetzt. Dadurch bläht sich der Airbag auf und der Druck steigt. Im zweiten Teil der Aufgabe betrachtet man die enstandene Menge in einem Volumen von 1 m^3 und berechnet die Arbeit wenn man wieder auf 60 l zusammendrückt. |
|
| Verfasst am: 03. Dez 2021 23:50 Titel: |
|||
Ja klar, das kann man auch ausrechnen. Hier führen ja verschiedene Wege zur Lösung. - Nils |
|||
| Verfasst am: 03. Dez 2021 23:45 Titel: |
|
| Ich hab´s immer noch nicht verstanden. Denk ich da viel zu kompliziert? Nobby, wenn im ersten Fall von 0 auf 60 l expandiert wird, dann muss ja der Druck kleiner werden? Warum wird P1 = 1 bar auf P2 1,3 bar erhöht? Muss der druck beim Expandieren nicht geringer werden? Ich versteh auch nicht, warum man den Ausdruck pa x Va als pe x Ve schreiben kann, also was hat das mit der Isotherme zu tun? Es mangelt zwar immer noch an Verständnis, aber ich will´s trotzdem verstehen |
|
| Verfasst am: 03. Dez 2021 23:31 Titel: |
|||||
Wieso den haben wir doch aus der Menge Stickstoff bei den entsprechenden Parametern berechnet. 0,078 bar.
|
|||||
| Verfasst am: 03. Dez 2021 23:23 Titel: |
|||
Sorry, ich wollte dich nicht verwirren. Also mal langsam, die Formel für isotherme Volumenarbeit ist ja: Nun ist dummerweise der Druck p_a im Anfangszustand bei V_a = 1m³ nicht gegeben. Hier hilft nun, dass bei isothermen Zustandsänderungen das Produkt p*V konstant, d.h. man kann den Ausdruck p_a*V_a durch p_e*V_e ersetzen. - Nils |
|||
| Verfasst am: 03. Dez 2021 22:21 Titel: |
|
| Im ersten Fall wurde von 0 auf 60 l expandiert. P1 = 1 bar wurde auf P2 1,3 bar erhöht. Im zweiten Fall wurde von 1m^3 auf 60 l komprimiert. Dabei kommen auch 1,3 bar raus. Die Zuordnung ist jetzt p2 1,3 bar und p1 = 0,078 bar. Also verdreht. Der Herr Hoppenstedt hat über die Abkürzung den Druck bei der Expansion von 60 l auf 1 m^3 berechnet und daher p1 V1 für 1,3 bar und 60 l verwendet. |
|