| Autor |
Nachricht |
sel29
Anmeldungsdatum: 13.07.2022
Beiträge: 1
|
 sel29 Verfasst am: 13. Jul 2022 20:24 Titel: Heliumballon |
 |
|
Meine Frage:
Hi, also die Fragestellung lautet : ein ballon hat ein volumen von 5l und ist mit 1 mol helium gefüllt. die zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden srößen von He Atomen bei 273 K ist 0,029 pikosekunden.Bestimmen sie den Radius der He Atome verwenden sie dafür Vrms 3D
Meine Ideen:
Im Skript ist Arms definiert als Wurzel 3RT/M ich habe Wurzel 3 * 8,314J/k*mol * 273 K durch 0,004kg/mol eingesetzt und komme auf eine Geschwindigkeit von 1304,71 m/s (?) das kann ja gar nicht sein ? danach wollt ich lambda berechnen mal Vrms aber ich bin mir bei dem Wert, den ich ausgerechnet habe, nicht sicher... |
|
 |
Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
|
| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 13. Jul 2022 23:04 Titel: |
|
|
Ich bin mir nicht sicher, was jetzt eigentlich deine Frage ist, aber wenn du einfach nur die Zahlen bestätigen lassen wolltest: ja, die mittlere Geschwindigkeit beträgt unter diesen Bedingungen 1305 m/s. Warum glaubst du, dass das nicht sein kann?
Viele Grüße,
Nils
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
|
|
seldi
Anmeldungsdatum: 14.04.2018
Beiträge: 3
|
| seldi Verfasst am: 13. Jul 2022 23:10 Titel: |
|
|
Weil für mittlere Geschwindigkeitsquadrat noch wurzel 3kt/ m noch definiert ist aber es muss ja wurzel 3Rt/ m sein oder? Wollte nur wissen, ob die formel die ich benutzt habe, auch richtig ist 😅
Willkommen im Physikerboard!
Du bist jetzt zweimal angemeldet, sel29 wird daher demnächst wieder gelöscht.
Viele Grüße
Steffen |
|
|
Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
|
| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 13. Jul 2022 23:26 Titel: |
|
|
Die mittlere Geschwindigkeit ist:
<v> = wurzel(3RT/m).
Die Wurzel aus dem mittleren Geschwindigkeitsquadrat ist:
wurzel(<v²>) = wurzel(8RT/m).
(letztes brauchst du für die Aufgabe allerdings nicht).
- Nils
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
|
|
seldi
Anmeldungsdatum: 14.04.2018
Beiträge: 3
|
| seldi Verfasst am: 14. Jul 2022 16:11 Titel: |
|
|
Hey, ich hab mal direkt noch eine frage zu dieser aufgabe.. also für die zeit hab ich 2,9*10^-8 raus. Für den druck hab ich 1 mol*8,314*273k/ 0,005 m^3 eingesetzt und habe für p = 453944,4 pa raus .. hab dann für lamda = kT \phi mal d²* Wurzel2 mal p für d ² hab ich 3,78* 10 ^-5 eingesetzt aber ich komme auf 4,942 mal 10 ^ -23 m^ 2 als wert und eigtl sollte da ja hoch -19 rauskommen .. habe ich etwas falsch eingesetzt oder umgerechnet?
Ich danke dir im Voraus!
Liebe Grüße
Selvi |
|
|
Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
|
| Steffen Bühler Verfasst am: 14. Jul 2022 16:36 Titel: |
|
|
| seldi hat Folgendes geschrieben: | | für die zeit hab ich 2,9*10^-8 raus. |
Du hast zwar die Einheit nicht dazugeschrieben, aber zur Sicherheit:  |
|
|
Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
|
| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Jul 2022 17:48 Titel: |
|
|
Du berechnest zunächst die mittlere Geschwindigkeit über
Dies ergibt zusammen mit der angegebenen Stoßzeit tau die mittlere freie Weglänge:
Und schließlich kannst du den Zusammenhang
bentutzen, um den Durchmesser d und damit den Radius der He-Atome zu bestimmen.
Ich komme auf d = 7nm, was nicht sein kann. Allerdings finde ich den Fehler gerade nicht...
Viele Grüße,
Nils
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
|
|
Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
|
| Myon Verfasst am: 14. Jul 2022 18:23 Titel: |
|
|
| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Ich komme auf d = 7nm, was nicht sein kann. Allerdings finde ich den Fehler gerade nicht... |
Ich vermute, dass etwas mit der angegebenen mittleren Stosszeit nicht stimmt. Die daraus folgende mittlere freie Weglänge ist zu gering, wenn man mit den Werten hier vergleicht (müsste um 15nm herum liegen). Mit t=29ps käme man auf lambda=38nm, das wäre realistischer.
PS: Auch ohne Vergleichswerte - lambda=38pm kann sicher nicht sein, das wäre ja ein schönes Gedränge.
Mich erstaunt schon, dass die freie Weglänge bei etwa 1bar nur 68nm ist (die Molekülgrösse scheint keinen grossen Einfluss zu haben?). Man ist halt an das Modell des idealen Gases gewöhnt, wo die Teilchen ohne Wechselwirkung untereinander umherschwirren... |
|
|
seldi
Anmeldungsdatum: 14.04.2018
Beiträge: 3
|
| seldi Verfasst am: 14. Jul 2022 18:50 Titel: |
|
|
Ich hab eine Frage, warum für lamda 1/wurzel2 * n* phi* d² ?
Und vielen Dank für eure Rückmeldungen  |
|
|
Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
|
| Myon Verfasst am: 14. Jul 2022 19:04 Titel: |
|
|
Siehe hier.
Man kann sich das geometrisch überlegen: bei einer mittleren freien Weglänge lambda durchfliegt ein Molekül im Mittel ein freies Volumen von  . Pro Molekül steht anderseits ein Volumen von 1/n zur Verfügung. Bleibt der Faktor von  für den Fall, wo alle Moleküle sich bewegen und nicht nur eines. Den Faktor kann man sich ebenfalls geometrisch erklären, aber das müsste ich nochmals nachschauen, wie das geht. |
|
|
Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
|
| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Jul 2022 21:20 Titel: |
|
|
| Myon hat Folgendes geschrieben: |
Ich vermute, dass etwas mit der angegebenen mittleren Stosszeit nicht stimmt. |
Jetzt, wo du es sagst... die 29 fs kommen mir schon etwas sehr klein vor.
| Myon hat Folgendes geschrieben: |
Bleibt der Faktor von für den Fall, wo alle Moleküle sich bewegen und nicht nur eines. Den Faktor kann man sich ebenfalls geometrisch erklären, aber das müsste ich nochmals nachschauen, wie das geht.
|
Ich habe mir das so gemerkt: für die mittlere Relativgeschwindigkeit zweier Teilchen muss in
die Masse m eines Teilchens durch die reduzierte Masse µ = m/2 ersetzt werden. Dadurch erhöht sich der Ausdruck um einen Faktor Wurzel(2).
Viele Grüße,
Nils
P.S.: eine exakte Herleitung findet sich hier ab Seite 70:
https://koeri.club/physik/PC_I/Skripte/WS_10-11_PC_I_Kinetik_Skript_Elstner.pdf
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
