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Bubu1412
Anmeldungsdatum: 23.05.2015
Beiträge: 58
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 Bubu1412 Verfasst am: 15. Jul 2015 16:21 Titel: Volumen im Zustand wei berechnen Hilfe? |
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Meine Frage:
An einem sonnigen Tag wird eine Fahhradpumpe mit einem Gesamtvolumen V_ges von 1,2dm^3 auf ein Volumen von 0,2 dm^3 komprimiert. Jetzt wird ein Stopfen so an den Ausgang der Pumpe angebracht, dass Luft und andere Stoffe weder raus noch rein können.
a) Berechne die Masse der im jetzigen Volumen befindlichen Luft. Umgebungstemperatur = 22 Grad und Normaldruck = 100000Pa und für die Molmasse der Luft gilt 29 g/mol .
b) Die Pumpe wird nun für 30 sekunden in die Pralle Sonne gestellt. Die Luft expandiert und schiebt den Kolben reibungsfrei nach oben. Angenommen , die Fahrradpumpe nimmt 60% der Strahlenleistung der Sonne ( Q'_Sonne=2,7 watt ) auf und wandelt diese verlustfrei in Volumenänderungsarbeit um. Der Druck und die Temperatur bleiben Konstant.
Wie groß ist nun das Volumen im Zustand 2 unter dem Kolben?
Meine Ideen:
Zu a )
hier habe ich einfach die Ideale Gasgleichung aufgestellt und dann nach m aufgelöst : p*V=m*R*T -> m= 0,263 g und das Ergebnis stimmt!
bei b) Hier weiß ich leider nicht wie ich vorgehen soll.
Es gilt ja, da dies ein geschlossenes System ist DeltaE=Q+W , ich weiß aber nicht wie es weitergeht :-( Hier bräuchte ich noch bissel Unterstützung.
W_v= -p*(V_2-V_1) -> Da ich hier weder V_2 noch W_v kenne , kann ich die unbekannte nicht herausfinden. |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 15. Jul 2015 18:54 Titel: |
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so langsam beschleicht mich hier schwer das gruseln... *)
| Zitat: | | hier habe ich einfach die Ideale Gasgleichung aufgestellt und dann nach m aufgelöst : p*V=m*R*T -> m= 0,263 g und das Ergebnis stimmt! |
mal abgesehen von deinem bereits erwaehnten fehler hier m (statt richtigerweise n ) auszuweisen:
wenn wir uns darueber einig sind, dass die masse eines gases sich beim komprimieren nicht (!!!) aendert, so gilt, dass die gasmasse vor kompression die gleiche ist wie nach kompression.
mithin:
^3 * 29 g/mol}{8,314 J/molK * 295,15 K } \ \approx 2,04 g)
(woraus sich gleichzeitig eine stoffmenge von ca. 70,35 mmol berechnen laesst  diesen wert benoetigst du in (b) )
was deine sog. "musterloesung" da ausweist, und egal wieweit du damit uebereinstimmst: es ist falsch
zu (b)
hier erwartet man von dir (voellig ungeachtet der realitaet*) wohl die anwendung der formel fuer isobare volumenarbeit:
)
mit aufloesen nach V_2 und berechnung des folgevolumens.
...wobei die spannende frage dann waere, welches T hier zu betrachten sein soll: m.a.n. waere "ca. 330°C" hier jetzt plausibel, aber wer weiss das alles schon so ganz genau...
gruss
Ingo
*
real hattest du initial durch adiabatische kompression zunaechst ja ca. eine gastemperatur von 330°C generiert, mit einem druck von ca. 12,3 bar
(wenn man denn mit einem einheitlichen isentropenexponenten von 1,4 fuer den gesamten temperaturbereich rechnet, was wiederum ausgesprochen diskutabel ist)
dass eine solchermassen initial vorgespannte fahrradpumpe sich in der sonne effektiv dann noch weiter erwaermt halte ich fuer ausgeschlossen (der waermeabfluss in die umgebung wird wesentlich groesser sein als jeder lichtgetragene energieeintrag)
nur "input " zu betrachten ist absurd, wenn du gleichzeitig um groessenordnungen heftigeren output hast
... und auch dass du da nun derart geeignet gegenhalten sollst, damit das system isobar bei deinen 12,3 bar bleibt, das aber "reibungsfrei", ist irgendwie ausgesprochen "komisch"
P.S.: welche uni / studiengang ist das ?
(nur, um das ggf. nicht weiter zu empfehlen falls mal wer fragt... ) |
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