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Partialdruck
 
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gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 08. Jul 2017 09:23    Titel: Partialdruck Antworten mit Zitat

Hallo alle zusammen habe gerade probleme bei dieser Aufgabe weiter zu kommen :

Luft habe einen Druck von 1000hPA eine Temperatur von 21 C und eine relative Feuchte von 70%.

a) Berechnen sie den Partialdruck von Wasser ?
b) Berechnen sie die absolute Feuchte der Luft Fabs1 in g/cm^3.


Ansatz a)

PH2o =( 1000hPa*100%)/(70%) = .....

Würde das so gehen?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 08. Jul 2017 11:21    Titel: Re: Partialdruck Antworten mit Zitat

gt33 hat Folgendes geschrieben:
PH2o =( 1000hPa*100%)/(70%) = .....

Dann wäre der Partialdruck des Wasserdampf ja grösser als der Gesamtdruck der Luft. Er macht aber nur einen kleinen Teil des Gesamtdruckes aus.

Ich würde den Sättigungsdampfdruck des Wassers bei der gegebenen Temperatur in einer Tabelle nachschlagen oder über Näherungsformeln berechnen. Der Sättigungsdampfdruck entspricht dem Wasserdampf-Partialdruck bei 100% relativer Luftfeuchtigkeit. Unter der Annahme, dass sich der Wasserdampf wie ein ideales Gas verhält, kannst Du ihn einfach mit 0.7 multiplizieren, um den Partialdruck bei 70% Luftfeuchtigkeit zu erhalten.

Über die Zustandsgleichung für ideale Gase bekommst Du dann auch die Anzahl Mol bzw. die Masse des Wassers pro Volumen.
ET33



Anmeldungsdatum: 02.08.2015
Beiträge: 247

Beitrag ET33 Verfasst am: 08. Jul 2017 12:07    Titel: gt33 Antworten mit Zitat

Der Sättigungsdampfdruck von Wasser bei 20 C
beträgt 23,3854 hPa.

23,3854hPa*0,7 =16,369hPa
Das wäre dann die a) denke ich
Big Laugh

Wie mache ich das genau bei der b) ?
So richtig klar ist es mir noch nicht
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 08. Jul 2017 12:22    Titel: Antworten mit Zitat

Der Sättigungsdampfdruck ist stark temperaturabhängig, bei 21 Grad C beträgt er 24,8737 hPa (siehe hier). Für den Dampfdruck in Anwesenheit von Luft müsste der Wert noch etwas korrigiert werden, aber meines Wissens ist die Abweichung nicht sehr gross.

Zu b) Über die ideale Gasgleichung



bekommst Du die Anzahl Mol pro Volumen, . Das mit der molaren Masse von Wasser multipliziert ergibt die Masse pro Volumen.
Gt33
Gast





Beitrag Gt33 Verfasst am: 08. Jul 2017 16:30    Titel: Antworten mit Zitat

24,87HPa*0,7=14,88hPa

14,88hPa**V=m*Rs*21

Wie geht es weiter ?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 08. Jul 2017 17:30    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, du kannst es auch mit der spezifischen Gaskonstante rechnen. Was jetzt machen? Nach dem Verhältnis m/V auflösen, denn dieses ist gefragt. Und bei der Temperatur in der Zustandsgleichung beachten, dass damit die absolute Temperatur in Kelvin gemeint ist.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 08. Jul 2017 22:19    Titel: Antworten mit Zitat

p =dichte *Rs*T

p= 1000kg/m^3*R*21K

Nach was soll ich das denn dann auflösen ?

Oder ist der Weg blöd ?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 08. Jul 2017 22:27    Titel: Antworten mit Zitat

Gesucht ist die absolute Luftfeuchtigkeit, im ersten Beitrag Fabs1 genannt. Sie ist gleich der Wasserdampfmasse pro Volumen, Fabs1=m/V.

Den Partialdruck des Wasserdampfs, p, hast Du schon bestimmt. Dann einfach die Zustandsgleichung auflösen nach Fabs1=m/V:

Fabs1=m/V=p/(Rs*T)

wobei, wie oben schon erwähnt, T die absolute Temperatur in Kelvin ist. Hmm... da hab ich jetzt aber alles schön vorgerechnet...
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 08. Jul 2017 23:50    Titel: Antworten mit Zitat

Fabs1=m/V=p/(Rs*T) =




Passt das Ergebnis?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 09:19    Titel: Antworten mit Zitat

Sorry, aber da stimmt nun ziemlich alles nicht.

-Du hast selber oben die Grösse Rs eingeführt. Das ist die spezifische Gaskonstante, hier von Wasser, Rs=461.4 J/(kg*K). Mit der "normalen" Gaskonstante ergibt sich die Konzentration in Mol pro Volumen, die noch durch die molare Masse zu teilen ist, wie früher schon geschrieben.

-21° Celsius ist nicht gleich 21 Kelvin. Bitte nachschauen, was Kelvin bedeutet und wie die Umrechnung vorzunehmen ist.

-Schliesslich sollte das Resultat am Ende auch eine Einheit haben.

Du kannst das Ergebnis selber überprüfen, wenn Du Dir diese Grafik anschaust aus der Wikipedia.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 10:25    Titel: Antworten mit Zitat



Passt das Ergebnis?
Ich bin nicht so ganz sicher was für ne Einheit da raus kommt ?
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 11:58    Titel: Antworten mit Zitat

Die Aufgabe geht auch ein wenig weiter:

Nach einem komprimieren und abkühlen auf 21C steht die Luft unter einem Druck von 5000hPA
b1)Was geschieht aufgrund der Kompression und anschliessenden Abkühlung mit dem Wasser ?

b2)Berechne die relative Luftfeuchte rhneu.

b3) Bestimmen sie die absolute Feuchte Fabs2der Luft in g/cm^3.

c) Nun wird die Luft wieder auf 1000hPa entspannt und auf 21 C erwärmt . Berechnen sie die relative Luftfeuchte rhneu2 ?

d) Welchen Druck müssen sie im Aufgabenteil b) verwenden ,wenn sie nach dem Entspannen eine Temperatur von 0 C erreichen wollen?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

gt33 hat Folgendes geschrieben:


Passt das Ergebnis?
Ich bin nicht so ganz sicher was für ne Einheit da raus kommt ?

Um es etwas abzukürzen: der Wasserdampf-Partialdruck beträgt p=17.412 hPa=1741.2 kg/(m*s^2). Es resultiert eine absolute Luftfeuchtigkeit von fabs=0.01283 kg/m^3=1.283*10^(-5) g/cm^3 (in der Aufgabe wird die Angabe in g/cm^3 verlangt).

Was den Rest der Aufgabe betrifft: hast Du da selber gar keine Ideen? Was passiert denn, wenn die Luft inkl. Wasserdampf komprimiert wird? Der Wasserdampfdruck kann maximal den weiter oben bestimmten Sättigungsdampfdruck erreichen - was passiert, wenn weiter komprimiert wird?
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 14:09    Titel: Antworten mit Zitat

[quote="Myon"][quote="gt33"]

Wie kommst du auf 0,01283?

Wieso kommst du eigentlich auf 17,412hPa ?
Weil für die Klausur muss ich ja das konnen ?
Big Laugh
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 14:30    Titel: Antworten mit Zitat

Der Druck von 17.41 hPa=1741 Pa ist gleich dem Sättigungsdampfdruck ps=24.87 hPa multipliziert mit 0.7. Der Zahlenwert von 0.0128 ist das Resultat der Rechnung 1741.2/(461.4*294.15).
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 14:40    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hoffe die frage ist nicht dumm ,aber ich hatte nicht verstanden wie du auf diesen Wert kommst ?
17.41 hPa

Aber erstmal weiter :

b2) rhneu = 5000hPA/(461.4*294.15) = 0,368

b1) Verständnis?Nimmt der Druck ab ? Durch das abkühlen

grübelnd
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 15:01    Titel: Antworten mit Zitat

gt33 hat Folgendes geschrieben:
Ich hoffe die frage ist nicht dumm ,aber ich hatte nicht verstanden wie du auf diesen Wert kommst ?
17.41 hPa

Liest Du eigentlich, was ich schreibe? Es ist 24.87*0.7=17.41. Der Faktor 0.7 wegen der relativen Luftfeuchtigkeit von 70%.

Beim Rest frage ich mich, wie sinnvoll es ist, wenn ich alles vorrechne. Das bringt Dir für die Klausur nichts. Schau Dir besser einmal die Grundlagen an, denn - sorry - was Du rechnest, kommt mir vor wie eine reine Raterei.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 15:09    Titel: Antworten mit Zitat

Es ist 24.87*0.7=17.41

Mein Fehler . Hatte bei meinem Taschenrechner einen falschen Wert raus bekommen .

Leider fällt mir Physik nicht so leicht und sau Schwierigkeiten auf die
Gedankengänge zu kommen .

b2)
habe eine Formel gefunden :



zeigt dieser Ansatz mehr Sinn?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 17:38    Titel: Antworten mit Zitat

Zu b): Erhöht sich der Luftdruck von 1000 hPa auf 5000 hPa bei gleicher Temperatur, bedeutet das, dass ein gegebenes Volumen auf einen Fünftel komprimiert wurde. Der ursprüngliche Partialdruck des Wasserdampfes würde um den Faktor 5 steigen, wodurch er weit über dem Sättigungsdampfdruck läge (der Sättigungsdampfdruck hängt nur von der Temperatur ab und ändert durch die Komprimierung nicht). Es wird deshalb genauso viel Wasserdampf zu Wasser kondensieren, bis der Partialdruck des Wassers gleich dem Sättigungsdampfdruck ist.

Die relative Luftfeuchtigkeit beträgt dann 100%. Die absolute Luftfeuchtigkeit wird völlig analog wie oben berechnet, aber nun mit dem Sättigungsdampfdruck ps=24.87 hPa. Es ergibt sich ein Wert von Fabs2=1.83*10^(-5) g/cm^3.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 18:35    Titel: Antworten mit Zitat

Was muss ich bei der b3) beachten ?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 19:00    Titel: Antworten mit Zitat

Das habe ich doch eigentlich schon geschrieben... Nochmals: durch die Komprimierung und Abkühlung stiege der Partialdruck des Wasserdampfs über den Sättigungsdampfdruck. Es kondensiert deshalb soviel Wasser, bis der Partialdruck gleich dem Sättigungsdampfdruck ist (anschaulich gesprochen hat die Luft nun die maximale Menge Wasser, die sie aufnehmen kann). Die relative Luftfeuchtigkeit beträgt 100%. Die absolute Luftfeuchtigkeit ergibt sich genau wie oben, nun mit dem Sättigungsdampfdruck p_S:

gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 19:13    Titel: Antworten mit Zitat

Aha jetzt peile ich es .

Es sollte sozusagen 100%sein .

Und bei c) könnte man ja demnach sagen das die relative Luftfeuchtigkeit bei 50%liegt oder ?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 19:25    Titel: Antworten mit Zitat

gt33 hat Folgendes geschrieben:
Und bei c) könnte man ja demnach sagen das die relative Luftfeuchtigkeit bei 50%liegt oder ?

Nein. Wie kommst Du auf 50%?
hans333
Gast





Beitrag hans333 Verfasst am: 09. Jul 2017 19:41    Titel: Antworten mit Zitat

Ich denke, das GT/gt33/333 lediglich provozieren und nerven will.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 09. Jul 2017 19:54    Titel: Antworten mit Zitat

Das denke ich nicht. Es kommt mir eher wie eine Raterunde vor. Bis jetzt habe ich die ganze Aufgabe vorgelöst - meist mehrfach. Auch damit hätte ich kein Problem, wenn ich das Gefühl hätte, dass von der anderen Seite zumindest ernsthaftes Interesse besteht und etwas Mühe aufgebracht wird, die Aufgabe zu verstehen und selber einen kleinen Beitrag zu leisten.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 20:12    Titel: Antworten mit Zitat

Gut dann würde ich es so rechnerisch rechnen :

Stur in die Formel eingesetzt :

fabs = ps/(Rs*T)

Diese formel könnte ich ja nicht nutzen , da nicht nach Fabsolut gefragt ist.

frelativ wird nach meiner formelsammlung so berechnet :

frel = 17412/(461,7J*294,15K) *100% = 12,82

Kann dieser Weg richtig sein ?

Weil ich habe nur diese Formel .

Wie du es berechnest ,weiss ich nicht ? Big Laugh
Ich habe deinen Weg auch nicht sor ichtig verstanden
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 20:35    Titel: Antworten mit Zitat

b3) habe ich selbst so gerechnet :




Wie kommt du auf das hier?

1.83*10^(-5)

Kannst du bitte bisschen erläutern?
hans333
Gast





Beitrag hans333 Verfasst am: 09. Jul 2017 21:55    Titel: Antworten mit Zitat

Hat er schon:
Zitat:
Um es etwas abzukürzen: der Wasserdampf-Partialdruck beträgt p=17.412 hPa=1741.2 kg/(m*s^2). Es resultiert eine absolute Luftfeuchtigkeit von fabs=0.01283 kg/m^3=1.283*10^(-5) g/cm^3 (in der Aufgabe wird die Angabe in g/cm^3 verlangt).
hans333
Gast





Beitrag hans333 Verfasst am: 09. Jul 2017 21:59    Titel: Antworten mit Zitat

h=hekto kommt übrigens von hundert.
Jetzt klinke ich mich aus. Nicht zu fassen.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 09. Jul 2017 22:15    Titel: Antworten mit Zitat

c)

frel = 17412/(1000hPa*294,15K) *100%

Passt die Rechnung so?

Myon noch da ? Big Laugh
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 10. Jul 2017 08:46    Titel: Antworten mit Zitat

Kann mir jemand noch Tipps für die c) geben danach braucht ihr nicht mehr zu helfen .
Ich wollte nur wissen was sich jetzt genau bei der c) ändert ?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 10. Jul 2017 10:54    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn der Geamtdruck bei gleicher Temperatur von 5000 hPa auf 1000 hPa abnimmt, heisst das, dass ein gegebenes Volumen auf das Fünffache expandiert (vgl. Zustandsgleichung für ideale Gase). Dadurch nehmen alle Partialdrücke auf einen Fünftel ab. Wenn also der Wasserdampf-Partialdruck vorher gleich dem Sättigungsdampfdruck war, beträgt er neu ein Fünftel davon.

Die gesuchte relative Luftfeuchtigkeit ist gleich dem Verhältnis von Wasserdampf-Partialdruck zum Sättigungsdampfdruck. Das solltest Du nun wirklich selber schaffen, Du brauchst nur die letzten beiden Sätze miteinander zu kombinieren.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 10. Jul 2017 15:06    Titel: Antworten mit Zitat

17,412/5/(461,4*294,15K)

Würde so die Rechnung passen ?
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 11. Jul 2017 08:50    Titel: Antworten mit Zitat

Stimmt das jetzt so?

Damit man die Aufgabe endlich abschliessen kann Big Laugh
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 11. Jul 2017 09:00    Titel: Antworten mit Zitat

gt33 hat Folgendes geschrieben:
17,412/5/(461,4*294,15K)

Würde so die Rechnung passen ?

Du bist wirklich ein Spassvogel... das ist doch die Rechnung zu Teil b3. Bei c ist nach der relativen Luftfeuchtigkeit nach der Entspannung gefragt, hast Du meinen mehr als ausführlichen Hinweis nicht gelesen? Ich hab Dir bis jetzt die ganze Aufgabe vorgerechnet, eine kleine Anstrengung könntest Du nun selber unternehmen.
gt33
Gast





Beitrag gt33 Verfasst am: 12. Jul 2017 14:48    Titel: Antworten mit Zitat

Ja aber was ist sonst 1/5?
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