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maria
Gast
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 maria Verfasst am: 02. Jan 2006 15:41 Titel: Mittlere absolute Geschwindigkeit |
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Hallo zusammen,
ich habe ein Problem bei einer Frage! Bitte um Hilfe! ´Danke.
Also:
Wie groß ist die mittlere absolute GEschwindigkeit von Sauerstoff- bzw. Wassermolekülen bei 0°C ??? |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 02. Jan 2006 17:52 Titel: |
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Muss ich die Temperatur in Kelvin nehmen? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 02. Jan 2006 18:28 Titel: |
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JA
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 02. Jan 2006 18:31 Titel: |
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Ok danke ... ich habe was raus, aber ich weiß nicht welche Einheit das ganze haben soll! |
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 02. Jan 2006 18:44 Titel: |
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Hey,
ich habe 2 Ergebnisse:
1.) 1,8 * 10^-44
2.) 2,88967 * 10^-43
richtig? |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 02. Jan 2006 19:21 Titel: |
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Die Einheit ist natürlich m/s - was sonst ?
Also das kommt mir sehr langsam für eine Molekülgeschwindigkeit vor 
Bist Du sicher dass du alles richtig eingesetzt hast ?
)
m... Molekülmasse in kg
kB... Boltzmannkonstante
T... Temperatur in K
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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| as_string Verfasst am: 03. Jan 2006 01:42 Titel: |
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Hallo!
Ich habe mal das für Sauerstoff ausgerechnet, vielleicht hilft Dir das ja:
Ein Sauerstoff-Atom hat eine Masse von 16u = 2,656 10^-26 kg. Das muß man mit 2 multiplizieren, weil ein Sauerstoff-Molekül ja aus zwei Sauerstoff-Atomen besteht, also 5,312 * 10^-26 kg.
Und jetzt in die Formel eingesetzt:
Das sieht für mich schon deutlich plausibler aus!
Das mußt Du natürlich jetzt noch mit der Masse eines Wassermoleküls machen. Viel Spaß dabei!
Gruß
Marco. |
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 04. Jan 2006 08:05 Titel: |
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Hey Marco,
hast du denn auch die Wurzel gezogen? Und wie kommst du 1. auf die 420 m/s und auf das Gewicht in kg ??? |
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 04. Jan 2006 08:32 Titel: |
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Sorry! Ich meine natürlich 425 m/s!!! |
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 05. Jan 2006 15:15 Titel: |
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Hallo,
kann mir ma bitte jemand helfen!!!! |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 05. Jan 2006 15:59 Titel: |
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Die Masse eine Sauerstoff- Atoms  steht im Periodensystem. Du kannst es entweder so wie as strin in kg umrechnen. Oder über die Molare Masse 
 heißt Avogadro-Konstante und hat den Betrag:
Für das mittlere Geschwindigkeitsquadrat gilt die Gleichung von as string. Er hat dann aber einfach die Wurzel gezogen.
Das darf man hier aber nicht, weil er eben das mittlere Geschwindigkeitsquadrat  berechnet hat. Auf die mittlere Geschwindigkeit kommt man mit der Gleichung
Ich hoff des hilft dir weiter.
Den ersten Teil kann man sich mit der Gleichung:  sparen |
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 06. Jan 2006 18:08 Titel: |
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Alles klar, danke für deine Hilfe! |
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maria
Gast
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| maria Verfasst am: 07. Jan 2006 13:10 Titel: |
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Hallo,
mir ist noch nciht klar wie ich das in kg umrechnen soll! Kann mir bitte jmd. helfen? Danke. |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
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| as_string Verfasst am: 09. Jan 2006 00:51 Titel: |
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| Anonymous hat Folgendes geschrieben: |
Das darf man hier aber nicht, weil er eben das mittlere Geschwindigkeitsquadrat berechnet hat. Auf die mittlere Geschwindigkeit kommt man mit der Gleichung
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Also DAS mußt Du mir nochmal erklären! Woher kommt denn die 0,92??? Die Formel für die mittlere Geschwindigkeit ist:
und genau das habe ich gerechnet. Es gibt dann noch eine mittlere quadratische Geschwindigkeit, aber von der war nie die Rede und ich wüßte jetzt so auf Anhieb auch nicht wirklich, wo da eine 0,92 vorkommen soll...
Aber zu den kg: Das mit der Molmasse ist schon ganz in Ordnung so, aber ehrlich gesagt hat mich das auch immer eher verwirrt. Deshalb versuch ich das mal etwas anders:
Du weißt (vielleicht), dass Moleküle aus Atomen bestehen und Atome aus Nukleonen. Nukleonen sind Neutronen und Protonen. Die Masse dieser beiden Teilchen ist fast gleich und man hat deshalb eine Einheit für die Masse eingeführt, die "ungefähr" der Masse eines solchen Nukleons entspricht. Im Detail isses zwar schon noch etwas komplizierter, aber im Prinzip reicht das erstmal für's Verständnis, denke ich.
Jetzt kann man die Masse von Atomen und Molekülen in dieser Einheit angeben, wenn man einfach die Nukleonen zusammenzählt. Ein Sauerstoffatom hat z. B. 8 Protonen und 8 Neutronen also "wiegt" es insgesamt 16u. Ein Sauerstoffmolekül, das aus zwei solcher Sauerstoffatome besteht, wiegt dann halt 32u. So weit so gut! Für Wasser kann man das auch machen: Zwei Wasserstoff (jeweils nur ein Proton, als 1 u sind zusammen 2u und dann noch einmal Sauerstoff mit 16u dazu... sind zusammen 18u). Wenn man das jetzt in kg umrechnen will, muß man durch eine Konstante teilen, die man mal irgendwann Avogadro Konstante (oder ... Zahl) genannt hat. Also gilt das hier:
Ein Sauerstoffmolekül: 32 u entspricht 5,31 * 10^-26 kg
Ein Wassermolekül: 18u entspricht 2,99 * 10^-26 kg
Naja, um genau zu sein: Die Avogadro-Zahl ist eigentlich für die Umrechnung von u in Gramm und nicht in kilogramm. Wenn Du nämlich nur durch die Konstante teilst, kommst Du jeweils auf irgendwas mit ... * 10^-23, aber das ist dann eben in Gramm und Du mußt nochmal durch 1000 teilen um auf kg zu kommen, aber das ist nur ein Detail.
Eigentlich kommt das aber alles von irgendwelchen Mol und so. Chemiker haben festgestellt, dass sich da bei ihren Reaktionen immer feste Massenverhältnisse ergeben haben, weil halt ein Molekül immer ein Vielfaches eines Nukleons wiegt. Das haben sie sich dann zu nutze gemacht und diese Verhältnisse in Gramm angegeben und daraus eine Molmasse bestimmt. Deshalb ist das alles auch auf Gramm bezogen, weil Chemiker halt eher mit Gramm arbeiten als mit Kilogramm (zumindest im Labor...).
Gruß
Marco |
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floh
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| floh Verfasst am: 09. Jan 2006 01:44 Titel: |
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Bei Wasserstoffmolekühlen wäre man also bei 3u und somit bei 4,98*10-27?
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Dumm ist nur der, der sich nicht zu helfen weiß!  |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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| as_string Verfasst am: 09. Jan 2006 01:46 Titel: |
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Ein Wasserstoffmolekül besteht aus 2 Wasserstoffatomen, die jeweils 1u "wiegen", also zusammen 2u = 3,32*10^-27kg
Gruß
Marco |
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floh
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| floh Verfasst am: 09. Jan 2006 01:48 Titel: |
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Danke
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as_string
Moderator
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| as_string Verfasst am: 09. Jan 2006 01:54 Titel: |
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Was hast Du jetzt eigentlich für die mittlere Geschwindigkeit raus? Stimmen die 425m/s bei Sauerstoff eigentlich? Wasserstoff sollte schneller sein, weil leichter. Eigentlich isses nämlich so, dass die kinetische Energie für alle Moleküle gleich sein muß (wie man ja unschwer an den Formeln erkennen kann).
Gruß Marco |
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floh
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| floh Verfasst am: 09. Jan 2006 01:58 Titel: |
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Wenn die Molekühlmasse mit 32u stimmt, dann komme ich auch auf 425m/s was der faktor 0,92 da soll hab ich auch nicht verstanden. Und bei den Wasserstoffmolekühlen würde ich auf 1700m/s kommen das ist ganz schön fix!
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as_string
Moderator
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| as_string Verfasst am: 09. Jan 2006 02:08 Titel: |
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Das kommt aber hin! Ich weiß z. B. dass thermische Neutronen, also quasi Neutronen bei Zimmertemperatur eine häufigste Geschwindigkeit von 2200m/s haben und die mitteler Geschw. bei 2500 m/s ist. Das ist aber bei Zimmertemperatur und ein Neutron hat ja nur 1u. Liegt also alles im richtigen Bereich!
Gruß
Marco |
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floh
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| floh Verfasst am: 09. Jan 2006 02:11 Titel: |
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hast du noch lust auf eine richtig schöne knobelaufgabe?
MfG Floh
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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| as_string Verfasst am: 09. Jan 2006 02:15 Titel: |
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...Eigentlich immer... allerdings isses schon etwas spät
Wenn sie schnell aus zu knobeln is vielleicht irgendwie ist das wie eine Sucht manchmal!
Gruß
Marco |
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floh
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| floh Verfasst am: 09. Jan 2006 02:21 Titel: Tauchboot |
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mal sehen ob ich Heute die Auge in der Uni überhaupt noch auf kriege!
Aufgabe:
Ein Tauchboot steuert seine Tauchtiefe durch Volumenänderung (Kompression eines Gasbehälters). Die Gesamtmasse des Bootes sie 500kg . Die Kompressibillität von Wasser beträgt 0,5*10^-9 Pa^-1. Um wieviel muss das Volumen verändert werden, um von 10m auf 1000m abzutauchen?
Und was die Sucht angeht so bin ich ganz deiner Meinung! 
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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| as_string Verfasst am: 09. Jan 2006 03:03 Titel: Re: Tauchboot |
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| floh hat Folgendes geschrieben: | | mal sehen ob ich Heute die Auge in der Uni überhaupt noch auf kriege! |
LOL!!! Zum Glück habe ich morgen keine Vorlesung! Erst am Dienstag wieder.
| floh hat Folgendes geschrieben: |
Aufgabe:
Ein Tauchboot steuert seine Tauchtiefe durch Volumenänderung (Kompression eines Gasbehälters). Die Gesamtmasse des Bootes sie 500kg . Die Kompressibillität von Wasser beträgt 0,5*10^-9 Pa^-1. Um wieviel muss das Volumen verändert werden, um von 10m auf 1000m abzutauchen? |
Mal sehen... Also: Das Boot ist immer auf der Höhe, wo die Gewichtskraft des verträngten Wassers gleich der Gewichtskraft des Bootes selbst ist...
Jetzt brauchen wir aber die Dichte von Wasser in Abhängigkeit von der Tiefe. Der Druck nimmt ja einigermaßen kontinuierlich mit der Tiefe zu. Man kann grob sagen, dass ein Meter tiefer der Druck um 9,807 kPa zunimmt. Eigentlich müßte man hier noch die Dichtezunahme mit berücksichtigen, aber das laß ich erstmal. Ich denke mal, dass das auch nicht viel ausmachen würde.
Dann hätte man also eine Dichte von:
 = \frac{1}{1-\kappa \, p(z)}\rho_0 = \frac{\rho_0}{1-\kappa\rho_0 g z})
Um jetzt "500kg" zu verdrängen muß er bei 10m 0,5m^3 verdrängen und bei 1000m hab ich 0,4975m^3 raus. Die Differenz wäre also etwa 2,45l... Ob das noch stimmt, kommt mir auf jeden Fall sehr wenig vor! Aber wer weiß, könnte schon sein! Bei dem Druck 2,45l wieder ins Meer zu pumpen, um dann auf zu steigen, ist sicher nicht ganz einfach!
Naja, ich muß jetzt aber wirklich ins Bett! Bis morgen also dann.
Gruß
Marco |
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floh
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 39
Wohnort: Göttingen
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| floh Verfasst am: 09. Jan 2006 14:10 Titel: |
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Und da hätten wir die Vorlesungen auch mal wieder Überstanden.  Na hast du es gut!
ähm soweit war ich auch schon gekommen. Die interesssante Frage ist aber, was passiert, wenn man die Dichtezunahme mit berücksichtigt! Um wie viel weicht das Ergebnis von dem ohne ab? Und wie soll man die Dichtezunahme mit berücksichtigen? Das das ganze auf ein Integral hinausläuft ist mir schon klar nur wie soll dieses Aussehen und woraus besteht es?
MfG Floh
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