Autoreifen erwärmt sich

TobsenMH · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 138 Wohnort: +MH+

Ein Autoreifen mit einem Volumen von 0,02 m wird mit Druckluft auf 220 kPa aufgepumpt. Berechnen Sie die Masse der Luft im Reifen, wenn die Temperatur im Reifen T=20°C beträgt. Bei rasanter Fahrt verdoppelt sich der Temperaturwert auf 40°C. Wie hoch ist dann der Druck? Warum ist der Druck nicht doppelt so hoch geworden? (Gaskonstante 8,3145 J/mol·K; Stickstoff/Sauerstoff-Verhältnis der Luft ist 3,76; andere Gase sind zu vernachlässigen; Molmassen siehe Periodensystem oder Lehrbücher).

ich weiß eigentlich, wie ich vorgehen muss, scheitere aber daran, die MOLARE MASSE (in g/mol) der "luft" (Stickstoff/Sauerstoff-Verhältnis der Luft ist 3,76; andere Gase sind zu vernachlässigen) zu bestimmen... wie muss ich da vorgehen?

Gast

(3.76 Mol N + 1 Mol O) / 4.76 = 1 Mol Luft

TobsenMH · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 138 Wohnort: +MH+

jo, hatte i-wie n brett vor´m kopf, hab´s jetzt auch schon selber (mit nem anderen ansatz) gelöst :o) trotzdem danke

TobsenMH · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 138 Wohnort: +MH+

Ein Fesselballon, gefüllt mit Helium, hat am Boden bei 15°C und 100kPa einen Durchmesser von 15m. Welche Masse hat die Helium-Füllung? Welche Masse kann angehoben werden (incl. Eigengewicht von Hülle, Korb usw.)? Wenn der (ideal elastische) Ballon auf 500m steigt, dort sei es 10°C warm, welchen Durchmesser hat er dann? Verwenden Sie zur Berechnung des Druckes in dieser Höhe die „Barometrische Höhenformel“. Wenn der Ballon mit Wasserstoff statt mit Helium gefüllt ist, welche Masse kann dann angehoben werden? Erklären Sie, warum es nicht die vierfache Masse ist, obwohl ein Wasserstoff-Atom nur ein Viertel eines Helium-Atoms wiegt.

anhand des durchmessers habe ich das volumen des ballons ausgerechnet: 1767,14 m^3 und dann mit der formel m=(P*V)/(R(helium)*T) die masse von 295kg... das erscheint mir jedoch ein bisschen viel... außerdem: wie geht´s dann weiter, wie kann ich die kraft errechnen, die soviel helium aufbringen kann....!?

PostalService · Anmeldungsdatum: 26.10.2005 Beiträge: 10

Kannst du das Ergebnis für die erste Aufgabe posten? Danke...

Also ich hab für die Masse 52,12 g und den Druck 235 kPa!

Druck verdoppelt sich nicht, da sich die Temperatur ja nicht verdoppelt hat. Die Angabe in °C erweckt nur den Anschein...

Gast

TobsenMH · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 138 Wohnort: +MH+

@ postal: jo, hab ich genauso raus!

@ gast: danke, den auftrieb errechne ich doch durch

auftrieb=volumen(des heliums)*dichte(des heliums)*gewichtskraft

oder???

Gast

Die Auftriebskraft entspricht der Gewichtskraft des verdrängten Gases:

Von dieser KRaft nach oben muss noch die Eigengewichtskraft des Heliums abgezogen werden:

Für die Gewichtskraft, die man dann noch in Form von Nutzlast anhängen kann gilt:

Alles klar?

PostalService · Anmeldungsdatum: 26.10.2005 Beiträge: 10

@TobsenMH:

Hast du die Aufgabe mit den Dampftafeln schon gemacht? Ich finde kein passendes Paar für den ersten Zustände (T=120 °C, p=500kPa) bzw. (T=120°C, v= 0,5 m³/kg)!

Wie ist denn mit diesen Dampftabellen zu arbeiten?

TobsenMH · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 138 Wohnort: +MH+

ich habe leider keine ahnung... das skript gibt ja folgendes her:

In den Tafeln finden sie Werte für: Temperatur,T, Druck, p, spezif. Volumen, υ, spez.
innere Energie, u, spez. Enthalpie, h, spez. Entropie, s.
Die Ihnen unbekannten Größen besprechen wir bald. In der Naßdampftafel
(Sättigungszustand) finden Sie, nach T oder p aufgelistet, je 2 Werte für die spezifischen
Größe: einen für die Flüssigkeit und einen für den Dampf. Liegt der gesuchte Wert
dazwischen, haben Sie es mit Naßdampf zu tun. Liegt der Wert darunter, handelt es sich um
eine Flüssigkeit, sonst um ein Gas.

toll, für 120°C lauten die werte:
120
0.19853
0.00106
0.8919
503.5
2025.8
2529.3
der zweite wert ist ja der druck, der soll aber bei uns 500kPa sein...!?

ich hab keinen plan und find das ehrlich gesagt ziemlich dreist von denen, dass die davon ausgehen, dass man sowas einfach kann böse

PostalService · Anmeldungsdatum: 26.10.2005 Beiträge: 10

Sehe ich ähnlich...naja, werde dann wohl Aufgabe 1 und 3 abgeben und hoffen, dass die für 50 % reichen...aber ich denke schon!

TobsenMH · Anmeldungsdatum: 10.01.2005 Beiträge: 138 Wohnort: +MH+

-> habe jetzt die aufg 2 zu nem kleinen teil rechnerrisch mit der gasgleichung bearbeitet (v=V/m)...

-> wie lautet denn die barometrische höhenformel bei dir und wie groß ist der druck in 500m demzufolge?

PostalService · Anmeldungsdatum: 26.10.2005 Beiträge: 10

Also ich hab' einfach mal danach gegoogelt und bin bei Wikipedia fündig geworden:

http://de.wikipedia.org/wiki/H%C3%B6henformel

Da steht dann unten was von einer internationalen Höhenformel, die bis 11 km gute Werte liefern soll...die hab ich dann genommen und ca 95kPa rausbekommen