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VB
Gast
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 VB Verfasst am: 25. Jul 2016 00:46 Titel: Volumenberechnung |
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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?
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bösewicht
Gast
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| bösewicht Verfasst am: 25. Jul 2016 00:59 Titel: |
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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.
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bösewicht
Gast
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| bösewicht Verfasst am: 25. Jul 2016 01:02 Titel: |
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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.
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Jul 2016 02:12 Titel: |
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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 |
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 25. Jul 2016 09:46 Titel: |
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Aha danke für eure Erklärung .
V1=v2 hätte ich nicht gedacht .
Habt ihr auch Tipps bei der b)
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Vb
Gast
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| Vb Verfasst am: 25. Jul 2016 09:56 Titel: |
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12.5kJ*0.5=6.5kJ
Delta W= 6kJ
Ergebnis in Ordnung für a)?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Jul 2016 10:00 Titel: |
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Mit Zahlen kann man immer noch rumklimpern, mir wäre eine Klärung des Sachverhaltes erstmal lieber, siehe die Fragen oben.
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Vb
Gast
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| Vb Verfasst am: 25. Jul 2016 14:04 Titel: |
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Ehrlich gesagt kann ich die frage nicht beantworten.
Sonst hätte ich die Aufgabe selbst gelöst 
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 25. Jul 2016 17:40 Titel: |
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Ich habe gerade a) gerechnet ,aber die lösung wirkt Mist
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 ???
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Jul 2016 18:29 Titel: |
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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.?
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 19:01 Titel: |
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Ich kenne so eine ähnliche Aufgabe die so gelöst wurde.
Vielleicht hilft das euch weiter.
| Beschreibung: |
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 25. Jul 2016 19:13 Titel: |
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W bedeutet Energie
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sockenschuss
Gast
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| sockenschuss Verfasst am: 25. Jul 2016 19:30 Titel: |
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| Zitat: | | W bedeutet Energie |
Ja ehrlich? Check doch mal deine Einheiten! 
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sockenschuss
Gast
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| sockenschuss Verfasst am: 25. Jul 2016 20:01 Titel: |
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| Zitat: | | V1=v2 hätte ich nicht gedacht . |
Ich auch nicht. Welches Volumen hatte das Gas vor der Kompression?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Jul 2016 20:09 Titel: |
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Danke ET33, für den recht informativen Hinweis!
W ist also die Innere Energie - hübsch. 
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?
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Jul 2016 22:34 Titel: |
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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.
{,}\ V_1=V_2\cdot \left( \frac {p_2}{p_1}\right)^{\frac {1}{\varkappa}})
^{\frac{1}{\varkappa}}\right]\cdot V_2\approx 74 \ kJ)
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 25. Jul 2016 23:08 Titel: |
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Müsste das net 2/5 sein?
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 23:14 Titel: |
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Kann man das so rechnen Franz?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Jul 2016 23:16 Titel: |
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VB: Wasserstoff H2 ist zweiatomig, f = 5, kappa = (f + 2)/f = 7/5
ET33: Die Temperatur ist nicht konstant, deswegen die Ausgangsgleichung falsch.
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 23:34 Titel: |
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Kannst du auch dann die b) erklären ?
Weil das ist wohl auch faLSCH
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 25. Jul 2016 23:39 Titel: |
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| 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
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 25. Jul 2016 23:53 Titel: |
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c) weniger Energie.
d) ?????????
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 26. Jul 2016 00:19 Titel: |
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b) verstehe ich so
was man mit 
noch bißchen vereinfachen kann
^{\frac{1}{\varkappa} -1}\approx 84\ %)
Was kappa angeht: bitte nachlesen.
Zuletzt bearbeitet von franz am 26. Jul 2016 07:59, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 26. Jul 2016 00:25 Titel: |
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^{2/5 -1} )
Was setze ich für U2 ein?
Nicht so ganz klar
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 26. Jul 2016 00:27 Titel: |
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U2 = 76501.08
Richtig?
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 26. Jul 2016 00:39 Titel: |
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mich würde die d) interessieren
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 26. Jul 2016 00:53 Titel: |
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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 |
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VB
Gast
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| VB Verfasst am: 26. Jul 2016 01:16 Titel: |
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5/7-1=-2/7
Soll ich U2 einfach x nennen ?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 26. Jul 2016 08:30 Titel: |
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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 ?
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 \ W= \frac f 2 \cdot \left[ p_2-p_1\cdot \left( \frac{p_2}{p_1}\right)^{\frac{1}{\varkappa}}\right]\cdot V_2\approx 74 \ kJ)
\ x=1-\left(\frac{p_2}{p_1}\right)^{\frac{1}{\varkappa} -1}\approx 84\ %)
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?
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 12. Feb 2017 02:38 Titel: |
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Rechne die Aufgabe gerade wieder . Woher kommt man auf 73kJ
Was wird da genau für x eingesetzt?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 12. Feb 2017 11:00 Titel: |
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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.)
| Beschreibung: |
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| Angeschaut: |
1547 mal |
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 12. Feb 2017 11:56 Titel: |
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Für f = 5 eingesetzt oder ?
Ich verstehe nicht was man für x einsetzt?
Mittlerweile vergessen
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moody_ds
Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515
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| moody_ds Verfasst am: 12. Feb 2017 13:53 Titel: |
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| 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
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Et333
Gast
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| Et333 Verfasst am: 12. Feb 2017 18:02 Titel: |
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Das1/x im exponenten ?
Bei der a)
Was setze ich für x ein ?
Komme nicht auf das richtige Ergebnis ?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 12. Feb 2017 20:08 Titel: |
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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) ^{2/7}\right])
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:
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ET33
Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247
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| ET33 Verfasst am: 12. Feb 2017 21:56 Titel: |
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^{\frac{7}{5} }] = 87490,9J)
Passt das Ergebnis so?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 12. Feb 2017 23:20 Titel: |
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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...
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Et333
Gast
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| Et333 Verfasst am: 13. Feb 2017 10:03 Titel: |
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Warum sind es eigentlich 2/7 im exponenten ?
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 13. Feb 2017 14:26 Titel: |
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Die 2/7 kommen bei (kappa - 1) / kappa zustande.
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