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Volumenberechnung
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VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 25. Jul 2016 00:46    Titel: Volumenberechnung Antworten mit Zitat

Kurze Frage zu Aufgabe:

Eine 50l Flasche soll mit Wasserstoff adiabatisch gefüllt werden .

a) Welche Energie in kWh ist notwendig um von 1bar auf 700bar zu fülllen

b) Wieviel % von der in der Flasche gespeicherten Energie ist das ?

Ansatz:

W innere Energie= f/2*p1*V1 =5/2*10^5*0.05m^2=12.5kJ

W2/W1 = (V1/V2)^{2/5}

Ich verstehe nicht welcher Wert V2 sein soll?
bösewicht
Gast





Beitrag bösewicht Verfasst am: 25. Jul 2016 00:59    Titel: Antworten mit Zitat

Die Flasche 50l soll adiabatisch (wärmedicht, ohne Einfluss der Umgebung) gefüllt werden.

Das ist wie, wenn du gesagt bekommst: Nimm die 0.5l Plastikcolaflasche und füll sie mit Wasser.
Das ändert sich das Volumen der Flasche auch nicht.

Die Grössen in der Thermodynamik sind immer p,V,T

Du musst dir bei solchen immer überlegen, was ändert und was nicht, und was das für ein Prozess ist.

In deinem Fall ändert sicher Der Druck und auch die Temperatur.
In diesem Fall auch der Aggregatzustand, aber mit der Aufgabe weniger zu tun hat.
bösewicht
Gast





Beitrag bösewicht Verfasst am: 25. Jul 2016 01:02    Titel: Antworten mit Zitat

Korrektur:

Die Flasche 50l soll adiabatisch (wärmedicht, ohne Einfluss der Umgebung) gefüllt werden.

Das ist wie, wenn du gesagt bekommst: Nimm die 0.5l Plastikcolaflasche und füll sie mit Wasser.
Da ändert sich das Volumen der Flasche auch nicht. V1=V2

Die Grössen in der Thermodynamik sind immer p,V,T

Du musst dir bei solchen Aufgaben immer überlegen, was ändert und was nicht, und was das für ein Prozess ist.

In deinem Fall ändert sicher Der Druck (Dichte) und auch die Temperatur.
In diesem Fall auch der Aggregatzustand, was aber mit der Lösevorgang der Aufgabe weniger zu tun hat.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 25. Jul 2016 02:12    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo VB!

Es geht um gasförmigen Wasserstoff, von dem eine bestimmte Menge adiabatisch komprimiert wird (1) -> (2). Ansich kein Problem, aber leider sind die Angaben ziemlich nebelhaft:

1) bar bezeichnet im technischen Bereich meist den Überdruck gegenüber gegenüber der Atmosphäre, wie hättest Du es gern?
2) Es fehlt die Ausgangstemperatur; wünsch Dir was.
3) Was ist mit der Energie von b) gemeint? Heizwert vielleicht??

Ansonsten: aus p1, p2 und T1 folgt T2 und die Kompressionsarbeit W, aus Spaß meintwegen auch V1. mfG!


Zuletzt bearbeitet von franz am 25. Jul 2016 18:41, insgesamt 3-mal bearbeitet
VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 25. Jul 2016 09:46    Titel: Antworten mit Zitat

Aha danke für eure Erklärung .
V1=v2 hätte ich nicht gedacht .

Habt ihr auch Tipps bei der b)
Vb
Gast





Beitrag Vb Verfasst am: 25. Jul 2016 09:56    Titel: Antworten mit Zitat

12.5kJ*0.5=6.5kJ

Delta W= 6kJ

Ergebnis in Ordnung für a)?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 25. Jul 2016 10:00    Titel: Antworten mit Zitat

Mit Zahlen kann man immer noch rumklimpern, mir wäre eine Klärung des Sachverhaltes erstmal lieber, siehe die Fragen oben.
Vb
Gast





Beitrag Vb Verfasst am: 25. Jul 2016 14:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ehrlich gesagt kann ich die frage nicht beantworten.

Sonst hätte ich die Aufgabe selbst gelöst Big Laugh
VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 25. Jul 2016 17:40    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe gerade a) gerechnet ,aber die lösung wirkt Mist Big Laugh

W1 = 5/2 * 10^5N/m^2 *0.05m^2 =12.5kJ

W2 = W1 *( 1)^{2/5} = 12.5kJ

Die differenz W = 0

deltaW = 0 ???
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 25. Jul 2016 18:29    Titel: Antworten mit Zitat

Kannst Du Deine Rechnung bitte kurz erläutern - ohne Zahlen?
Insbesondere: Was bedeuten W1 und W2?

Gibt es einen Hintergrund für diese Aufgabe, ein Skript o.ä.?
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 19:01    Titel: Antworten mit Zitat

Ich kenne so eine ähnliche Aufgabe die so gelöst wurde.

Vielleicht hilft das euch weiter.



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VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 25. Jul 2016 19:13    Titel: Antworten mit Zitat

W bedeutet Energie Big Laugh
sockenschuss
Gast





Beitrag sockenschuss Verfasst am: 25. Jul 2016 19:30    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
W bedeutet Energie

Ja ehrlich? Check doch mal deine Einheiten! Prost
sockenschuss
Gast





Beitrag sockenschuss Verfasst am: 25. Jul 2016 20:01    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
V1=v2 hätte ich nicht gedacht .

Ich auch nicht. Welches Volumen hatte das Gas vor der Kompression?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 25. Jul 2016 20:09    Titel: Antworten mit Zitat

Danke ET33, für den recht informativen Hinweis!
W ist also die Innere Energie - hübsch. smile

Dort geht es um eine adiabatische Kompression 200 : 1, d.h. in dem oben abgeschnittenen Fragetext sind die Volumina (200 L : 1 L) bzw. deren Verhältnis 200 : 1 gegeben. Auch die Drücke wären damit klar und die von mir gesuchte Temperatur überflüssig.

Also, VB: Wie lautet die komplette Originalfrage?
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 20:37    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe die gleiche Aufgabe zum üben .

ABer habe es auch nicht hinbekommen Big Laugh

Bei der b) scheitere ich auch.

Hast du tipps Franz?



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franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 25. Jul 2016 22:34    Titel: Antworten mit Zitat

Bitte nochmal überprüfen (f = 5, kappa = 7/5)
a) Welche Arbeit muß verrichtet werden bei der adiabatischen Kompression
1 bar -> 700 bar von H2 auf V2 = 50 L? Wegen dQ = 0 ist diese Arbeit
gleich der Änderung der Inneren Energie U = f/2 n R T = f/2 p V.

VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 25. Jul 2016 23:08    Titel: Antworten mit Zitat

Müsste das net 2/5 sein?
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 23:14    Titel: Antworten mit Zitat

Kann man das so rechnen Franz?


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franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 25. Jul 2016 23:16    Titel: Antworten mit Zitat

VB: Wasserstoff H2 ist zweiatomig, f = 5, kappa = (f + 2)/f = 7/5
ET33: Die Temperatur ist nicht konstant, deswegen die Ausgangsgleichung falsch.
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 23:34    Titel: Antworten mit Zitat

Kannst du auch dann die b) erklären ?

Weil das ist wohl auch faLSCH Big Laugh
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 23:39    Titel: Antworten mit Zitat

ET33 hat Folgendes geschrieben:
Ich kenne so eine ähnliche Aufgabe die so gelöst wurde.

Vielleicht hilft das euch weiter.


Warum ist es dann bei dieser Aufgabe 2/5 franz?

Wieso gilt das hier?
kappa = (f + 2)/f = 7/5
VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 25. Jul 2016 23:53    Titel: Antworten mit Zitat

c) weniger Energie.

d) ?????????
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 26. Jul 2016 00:19    Titel: Antworten mit Zitat

b) verstehe ich so

was man mit
noch bißchen vereinfachen kann


Was kappa angeht: bitte nachlesen.


Zuletzt bearbeitet von franz am 26. Jul 2016 07:59, insgesamt 2-mal bearbeitet
VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 26. Jul 2016 00:25    Titel: Antworten mit Zitat



Was setze ich für U2 ein?

Nicht so ganz klar
VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 26. Jul 2016 00:27    Titel: Antworten mit Zitat

U2 = 76501.08


Richtig?
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 26. Jul 2016 00:39    Titel: Antworten mit Zitat

mich würde die d) interessieren Big Laugh
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 26. Jul 2016 00:53    Titel: Antworten mit Zitat

Gesucht ist nicht U2, sondern das Verhältnis x = (U2-U1)/U2.
kappa = 7/5 -> 1/kappa - 1 = ?

Das mit den 2/5 war übrigens ein Rechenfehler von mir.


Zuletzt bearbeitet von franz am 26. Jul 2016 07:59, insgesamt einmal bearbeitet
VB
Gast





Beitrag VB Verfasst am: 26. Jul 2016 01:16    Titel: Antworten mit Zitat

5/7-1=-2/7

Soll ich U2 einfach x nennen ?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 26. Jul 2016 08:30    Titel: Antworten mit Zitat

Nochmal
Zitat:

a) Welche Energie in kWh ist notwendig um von 1bar auf 700bar zu fülllen
b) Wieviel % von der in der Flasche gespeicherten Energie ist das ?



Dabei wurde "gespeicherte Energie" mit "Innere Energie" übersetzt.
(Man muß übrigens mit einer Erwärmung auf rund 1500 °C rechnen!)

c) "Benötigt die isotherme Kompression mehr oder weniger Energie?"
Falls gemeint ist, daß die gleiche Gasmenge wie bisher auf p2, V2
komprimiert werden soll: Ja, wesentlich mehr (16 MJ?), wobei die
gesamte Arbeit in (abzuführende) Wärme umgewandelt wird.
Die Innere Energie ändert sich nicht.

d) Verstehe ich nicht: Welcher Energiewert, welche Verluste?
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 12. Feb 2017 02:38    Titel: Antworten mit Zitat

Rechne die Aufgabe gerade wieder . Woher kommt man auf 73kJ

Was wird da genau für x eingesetzt?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 12. Feb 2017 11:00    Titel: Antworten mit Zitat

Ach Du Scheiße, muß man jetzt den ganzen Strick nochmal lesen
oder bleibt es bei genau dieser Frage?
(Andernfalls lieber komplett neu, mit Link meinetwegen.)



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ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 12. Feb 2017 11:56    Titel: Antworten mit Zitat

Für f = 5 eingesetzt oder ?

Ich verstehe nicht was man für x einsetzt?

Mittlerweile vergessen Big Laugh
moody_ds



Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515

Beitrag moody_ds Verfasst am: 12. Feb 2017 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
VB: Wasserstoff H2 ist zweiatomig, f = 5, kappa = (f + 2)/f = 7/5
ET33: Die Temperatur ist nicht konstant, deswegen die Ausgangsgleichung falsch.

Hat er doch hier geschrieben.

Und welches x meinst du? Wenn ich das richtig überflogen habe rechnet man das doch aus?

franz hat Folgendes geschrieben:
b) verstehe ich so

was man mit
noch bißchen vereinfachen kann

Et333
Gast





Beitrag Et333 Verfasst am: 12. Feb 2017 18:02    Titel: Antworten mit Zitat

Das1/x im exponenten ?

Bei der a)

Was setze ich für x ein ?

Komme nicht auf das richtige Ergebnis ?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 12. Feb 2017 20:08    Titel: Antworten mit Zitat

n'Abend!

Interessante Aufgabe, etwas zerrig in der Herleitung. Deshalb nur im Stenogramm: Man muß wohl von einer schlichten adiabatischen Kompression ausgehen und eine plausible Annahme zum Ausgangszustand machen, ich nehme Normaldruck p1 = 1 bar an.
a) Mit dem Adiabatenexponenten kappa ist die Kompressionsabeit (bißchen umgeformt)
b) Verhältnis dieser Arbeit an der inneren Energie: Da es keinen Wärmeaustausch gibt, ist Arbeit = Änderung innere Energie und wg
.
Zu T2 gibt es natürlich auch eine "Fertiglösung".

Zu den spezifischen Wärmekapazitäten allgemein:
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 12. Feb 2017 21:56    Titel: Antworten mit Zitat



Passt das Ergebnis so?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 12. Feb 2017 23:20    Titel: Antworten mit Zitat

Es sind p2 = 700 bar, nicht 7 bar und im Exponenten 2/7, nicht 7/5.
Voriges Jahr hatte ich 7,4 * 10^5 J, diesmal 7,4 * 10^6 J... smile
Et333
Gast





Beitrag Et333 Verfasst am: 13. Feb 2017 10:03    Titel: Antworten mit Zitat

Warum sind es eigentlich 2/7 im exponenten ?
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 13. Feb 2017 14:26    Titel: Antworten mit Zitat

Die 2/7 kommen bei (kappa - 1) / kappa zustande.
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