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Berechnung des Volumens/Drucks im Behälter
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zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 28. Mai 2023 00:37    Titel: Berechnung des Volumens/Drucks im Behälter Antworten mit Zitat

Hallo Leute. Ich habe eine sehr knifflige Aufgabe erhalten und probiere diese seit Tagen zu lösen. Ich versuche mal es zu erklären.

Ich besitze einen Elektrolyseur, welcher Wasserstoff mit 5 bar und einem Volumenstrom von 500 ml/min produziert. Dieser Wasserstoff gelangt dann durch ein 8mm Rohr in einen Behälter (4000 ml Volumen) und breitet sich natürlich aus. Soll dann durch Zugabe von Wasser (mittels einer Pumpe) komprimiert werden auf ca. 10 bar. Alles geschieht unter Umgebungstemperatur.

Meine Hauptfrage wäre demnach, wie viel Wasser muss ich in den Behälter füllen, um den Wasserstoff auf 10 bar zu komprimieren.


Ich dachte erst an die Bernouilli-Gleichung?

ΔP = 1/2 * ρ * (v2^2 - v1^2) + ρ * g * (h2 - h1) + λ * (L/D) * (ρ * v2^2 - ρ * v1^2) / 2

Dafür brauche ich aber die Dichte von Wasserstoff bei 5 bar und Geschwindigkeit.

Geschwindigkeit = Volumenstrom / A
v = 0,0005 m³/min : 5,02655 * 10^-5 m²
v = 9,947183943 m/min oder 0,165786399 m/s.

Mache ich was falsch? Demnach wäre meine Strömung laminar...

Nächster Punkt: Dichte!

Kann ich die Dichte anhand der idealen Gasgleichung berechnen?

Es gibt ja 3 verschiedene Schreibarten: pV=nRT oder pV=N*kb*T oder p*V=m*Rs*T

Welche wäre denn die richtige?

Dann dachte ich auch p1*V1 = p2*V2 .. Aber ich habe weder den Druck p2 noch das Volume V1. Lediglich den Volumenstrom.

Auf jeden Fall bin ich grad etwas verzweifelt und würde mich über eine Antwort freuen.

Vielen Dank im Voraus!
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 28. Mai 2023 11:26    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast einen Behälter mit 4 l Volumen, dort ist Wasserstoff von 5 bar Druck drin. Wenn der Druck auf 10 bar erhöht werden soll, muss sich das Volumen auf die Hälfte verkleinern, also es gilt pV = const. ,da T auch constant angenommen wird.
Der Volumenstrom von 500 ml/ min. ergibt eine Füllzeit von 8 min.
Danach muss der Zustrom ja aufhören, da sonst der Druck schon durch die weitere Menge an H2 alleine steigen würde.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 28. Mai 2023 12:58    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die Antwort Nobby.

Korrekt, ich habe einen Behälter mit 4l Volumen. Wasserstoff wird mit 5 bar produziert und gelangt in den Behälter. Wenn sich der Wasserstoff dort ausbreitet, hat er keine 5 bar mehr.

Sagen wir mal, ich fördere eine Minute lang Wasserstoff in den Behälter mit 500ml/min. Wie viel Volumen an Wasserstoff habe ich dann im Behälter? Wie ist der Druck im Behälter und wie viel "Wasser" muss ich hinzufügen in den Behälter, damit mein Wasserstoff auf 10 bar komprimiert.

Das wären meine Hauptfragen :-)

Danke und Gruß
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 28. Mai 2023 13:19    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Wenn sich der Wasserstoff dort ausbreitet, hat er keine 5 bar mehr.


Wieso das denn nicht ? In dem Behälter ist ja kein Vaccuum. Zu mindest ist da Luft unter Standardbedingungen ca. 1 bar vorher drin

Zitat:
Sagen wir mal, ich fördere eine Minute lang Wasserstoff in den Behälter mit 500ml/min. Wie viel Volumen an Wasserstoff habe ich dann im Behälter? Wie ist der Druck im Behälter und wie viel "Wasser" muss ich hinzufügen in den Behälter, damit mein Wasserstoff auf 10 bar komprimiert.

Bei 500 ml/ min. sind nach 1 min 500 ml drin. Frage ist kann die Luft entweichen.
500 ml mit 5 bar werden expandiert auf 4 l was 0,625 bar für diese Menge entspräche.
Der Druck ändert sich auf 1,625 bar wenn die Luft nicht entweicht.
Wenn doch dann sind es 1 bar, da die 500 ml bei normal Druck sich auf 2,5l ausdehnen.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 28. Mai 2023 13:46    Titel: Antworten mit Zitat

Das hatte ich vllt. vorher vergessen zu erwähnen. Ich befülle natürlich den Behälter vorher komplett mit Wasser (anhand der Pumpe) und lasse das Wasser über die Pumpe wieder raus. Somit sollte sich ein Vakuum dort bilden.

Die 500 ml/min haben doch mit dem Volumen wenig zu tun. Das Volumen ist doch nicht bilanzierbar. Da es sich auf die vollen 4 l ausbreiten wird.

Die Dichte ist doch dabei das entscheidende. Diese ändert sich doch mit zunehmenden Druck. Auch das Volumen verkleinert sich dabei.

Diese habe ich nun folgend berechnet:

p*V=N*kb*T

rho = m*N/V

N/V = p/kB*T

rho = m*N/V = m*P/kB*T

N/V = 5*10^5 Pa / 1,39*10^-23 J/K * 293,15 K

N/V = 1,23595*10^26 1/m

n = m/M*2 --> m = n*M

rho = m(gesamt)/V = m*N/V

m(gesamt) = 2,016u * 1,23595*10^26 1/m = 2,4916752*10^26

rho = (2u * P) / (kB * T)

rho = (2*1,66*10^-27 kg * 5*10^5 Pa) / 1,39*10^-23 J/K * 293,15K

rho = 0,4103 kg/m³
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 28. Mai 2023 20:16    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Das hatte ich vllt. vorher vergessen zu erwähnen. Ich befülle natürlich den Behälter vorher komplett mit Wasser (anhand der Pumpe) und lasse das Wasser über die Pumpe wieder raus. Somit sollte sich ein Vakuum dort bilden.


Das funktioniert nicht. Mit was für einer Pumpe soll das gehen. Besser ist wenn der Behälter mit Wasser gefüllt ist das Gas einströmen zu lassen und das Wasser ausdrücken. Analog Ablasen beim Uboot vergleichbar.
Zitat:
Die 500 ml/min haben doch mit dem Volumen wenig zu tun. Das Volumen ist doch nicht bilanzierbar. Da es sich auf die vollen 4 l ausbreiten wird.


Warum, nach 8 min ist das Wasser raus.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 28. Mai 2023 21:17    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Besser ist wenn der Behälter mit Wasser gefüllt ist das Gas einströmen zu lassen und das Wasser ausdrücken. Analog Ablasen beim Uboot vergleichbar.


Aber so baue ich doch keinen Druck auf. Wenn der Elektrolyseur maximal 5 bar hat, wird so viel Wasserstoff in den Behälter kommen, bis maximal 5 bar erreich sind. Danach geht nix mehr. Ich will ja 10 bar aufbauen. Deshalb will ich ja den Behälter, nachdem Wasserstoff drin ist, mit Wasser füllen, um den Wasserstoff zu komprimieren.



Zitat:
Warum, nach 8 min ist das Wasser raus.


Und dann? Hab ich den Behälter voll mit Wasserstoff und wie erzeuge ich dann den Druck von 10 bar? Die 500ml/min ist ja ein Volumenstrom bei 5bar mit einer Dichte von 0,41... Er füllt ja keine 500ml an Volumen, da die Dichte und der Druck im Behälter sich verändern, da sich dieser komplett ausbreiten wird.

Oder verstehe ich deinen Ansatz falsch? Dann entschuldige ich mich!

Gruß
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 29. Mai 2023 08:09    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Aber so baue ich doch keinen Druck auf. Wenn der Elektrolyseur maximal 5 bar hat, wird so viel Wasserstoff in den Behälter kommen, bis maximal 5 bar erreich sind. Danach geht nix mehr. Ich will ja 10 bar aufbauen. Deshalb will ich ja den Behälter, nachdem Wasserstoff drin ist, mit Wasser füllen, um den Wasserstoff zu komprimieren.


Ja das ist richtig, jedoch kannst Du mittels Wasser das Volumen ja dann komprimieren.

Zitat:
Und dann? Hab ich den Behälter voll mit Wasserstoff und wie erzeuge ich dann den Druck von 10 bar? Die 500ml/min ist ja ein Volumenstrom bei 5bar mit einer Dichte von 0,41... Er füllt ja keine 500ml an Volumen, da die Dichte und der Druck im Behälter sich verändern, da sich dieser komplett ausbreiten wird.


Wat denn nun. Kommen da nun 500 ml/min. H2 raus oder nicht.
Nochmal der Behälter ist nicht leer entweder Luft oder Wasser sind drin.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 30. Mai 2023 01:37    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Ja das ist richtig, jedoch kannst Du mittels Wasser das Volumen ja dann komprimieren.


Das ist ja mein Ziel. Deshalb frage ich ja, wie ich diese Berechnung durchführen kann. Da ich grad irgendwie nicht weiter weiß.

Zitat:
Wat denn nun. Kommen da nun 500 ml/min. H2 raus oder nicht.
Nochmal der Behälter ist nicht leer entweder Luft oder Wasser sind drin.


500 ml/min kommen vom Elektrolyseur raus. Also hat der Elektrolyseur einen Volumenstrom von 500 ml/min. Das ist aber nicht das Volumen, was im Behälter ankommt. Wie denn auch? Ich kenne ja den Druck im Behälter nicht. Hätte ich den Druck im Behälter, könnte ich easy p1*V1=p2*V2 rechnen. Und könnte somit das Volumen V1 berechnen. Da ich weder p2 noch V1 habe, weiß ich leider nicht, was zu tun ist.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 30. Mai 2023 11:03    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
500 ml/min kommen vom Elektrolyseur raus. Also hat der Elektrolyseur einen Volumenstrom von 500 ml/min. Das ist aber nicht das Volumen, was im Behälter ankommt. Wie denn auch? Ich kenne ja den Druck im Behälter nicht. Hätte ich den Druck im Behälter, könnte ich easy p1*V1=p2*V2 rechnen. Und könnte somit das Volumen V1 berechnen. Da ich weder p2 noch V1 habe, weiß ich leider nicht, was zu tun ist.


Wieso kommen die nicht an. Entweder es kommen 500 ml/ min. raus oder der Wert stimmt nicht.
Nochmal der Druck ist 1 bar Normaldruck, wenn Luft drin ist. Bei Wasser, wenn Ventil offen auch 1 bar. Der Wasserstoff drückt das Wasser raus. 0,5 l bei 5 bar dehnen sich auf 2,5 l bei 1 bar aus. Es verbleiben 1,5 l Luft oder Wasser in dem Behälter.
Wenn Ventil geschlossen, dann ist bei Luft 1 bar *4 l + 5bar *0,5 l = x bar * 4 l => 1,625 bar
Bei Wasser bekommt man das Gas abgesehen von einer gewissen Löslichkeit 1,6 mg/l in Wasser garnicht rein, da Wasser nahe zu inkomprimierbar ist. Daher kann das zur Druckerhöhung ja auch benutzt werden.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 31. Mai 2023 01:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, nun verstehe ich was du meinst.

Was sagst du eig. dazu, wenn ich annehme, dass p1*V1=p2*V2 mit

p1= 5bar
p2= x
V1= 0,5l
V2= 4l

umstelle: p2 = p1*V1/V2 --> p2 = 0,625 bar.

Was wenn ich nun davon ausgehe, dass um meinen gewünschten Druck von 10 bar, die 0,625 bar 1/16 sind und das Volumen von Wasserstoff um diesen Faktor verkleinert wird. Somit würde sich dann ergeben: 4/16 = 0,25... Das heißt: Ich müsste 3,75l Wasser in den Behälter füllen, um meinen gewünschten Druck von 10 bar zu erreichen... Korrekt?

Andere Frage: Ich kann ja p1V1^k=p2V2^k sowohl mit (k) Kappa (1,41) bei 20°C oder mit dem Polytropenexponenten n rechnen... p1V1^n=p2V2^n

Wäre das auch ein korrekter Schritt?

Danke!
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 31. Mai 2023 07:22    Titel: Antworten mit Zitat

Die 0,625 bar ergeben sich wenn die 0,5l von 5 bar in dem 4 l Behälter, der dann ein Vacuum beinhalten müsste expandiert werden. Sonst kommt wie oben geschrieben noch das 1 bar der Luft dazu.
Experimente mit Wasserstoff sollte man übrigens unterlassen, denn Knallgas zu komprimieren könnte fulminant enden.
Richtig das Volumen müsste auf 0,25 l komprimiert werden, folglich 3,75 l Wasser müsste man einbringen.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 31. Mai 2023 11:18    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Die 0,625 bar ergeben sich wenn die 0,5l von 5 bar in dem 4 l Behälter, der dann ein Vacuum beinhalten müsste expandiert werden. Sonst kommt wie oben geschrieben noch das 1 bar der Luft dazu.


Okay, weiß ich Bescheid, Danke.

Und ja, ich weiß das Wasserstoff gefährlich werden kann... Deshalb passiert ja auch alles unter Beobachtung von Spezialisten :-)

Eine letzte Frage,
weißt du wie man zufällig die Fließgeschwindigkeit berechnen kann? Ich meine, ich komme auf einen so extrem kleinen Wert, sodass ich es mir nicht vorstellen kann.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
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Beitrag Nobby1 Verfasst am: 31. Mai 2023 11:24    Titel: Antworten mit Zitat

Welche Fliessheschwindigkeit? Das Gas strömt mit 0.5 l/ min.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 31. Mai 2023 11:32    Titel: Antworten mit Zitat

Ich möchte die Reynoldszahl bestimmen bzw. auch sagen, ob es eine laminare oder turbulente Strömung ist. Dafür benötige ich doch die Fließgeschwindigkeit, nicht den Volumenstrom.

Reynolds-Zahl wird ja so berechnet:

Re = rho * v * d / n(eta) --> oder: Re = v*d/v(nu)

rho habe ich
d habe ich
eta habe ich...
v fehlt
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 31. Mai 2023 11:35    Titel: Antworten mit Zitat

Fliessgeschwindigkeiten gibt es doch eher bei Flüssigkeiten und nicht bei Gasen.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 31. Mai 2023 11:52    Titel: Antworten mit Zitat

Strömungsgeschwindigkeiten gibt es auch für Gase... :-)
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 31. Mai 2023 11:54    Titel: Antworten mit Zitat

Ja Strömungsgeschwindigkeiten aber keine Fliessgeschwindigkeiten.

Volumenstrom dividiert durch Querschnitt sollte die Strömungsgeschwindigkeit ergeben.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 31. Mai 2023 21:19    Titel: Antworten mit Zitat

Verstehe, danke.

Ist es normal, dass meine Strömungsgeschwindigkeit so "gering" ist?


v = V-strom/A

v = 500 ml/min / pi*r² / 60s

v = 0,1658 m/s

Kann das stimmen?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 31. Mai 2023 21:33    Titel: Antworten mit Zitat

Mathematisch kommt es so raus.
Naja das sind 0,596 km/h
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 04. Jun 2023 17:45    Titel: Antworten mit Zitat

Eine letzte Frage :-)

Was wenn der Behälter, vollständig mit Wasser gefüllt ist. Dann sollte doch der Anteil von Luft um einiges geringer sein ... Oder liege ich falsch?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 04. Jun 2023 17:47    Titel: Antworten mit Zitat

Dann ist gar keine Luft da sondern Wasser.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 13:23    Titel: Antworten mit Zitat

Und wenn nur Wasser da herrscht, habe ich nur den hydrostatischen Druck dann.. Mehr nicht.. Korrekt?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 13:25    Titel: Antworten mit Zitat

Der hydrostatische Druck plus den draußen herrschenden Luftdruck.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 13:32    Titel: Antworten mit Zitat

Was bedeutet draußen? In der Umgebung?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 13:36    Titel: Antworten mit Zitat

Der Hydrosstatische Druck ist von der Wassertiefe abhängig.
Also an der Oberfläche des Behälters herrscht Normaldruck und je tiefer man geht erhöht sich dieser um den hydrosstatischen Druck. Das wird bei 4 l nicht sehr viel sein.
Kommt auch drauf an wo Einlass und Auslass sind.


Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 05. Jun 2023 13:39, insgesamt einmal bearbeitet
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 13:38    Titel: Antworten mit Zitat

Verstehe ich. Aber wenn der Behälter vollständig gefüllt ist mit Wasser... Wirklich komplett.. Dann sollte doch "nur" der hydrostatischer Druck vorhanden sein und kein anderer.. Oder?

Ich könnte, falls minimale Luftreste vorhanden sind, diese vernachlässigen bei der Berechnung.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 13:42    Titel: Antworten mit Zitat

Nicht so ganz, wenn ein Rohr oben rein geht , ist da nur der Druck von dem H2, ein Rohr von unten hat zusätzlich die Wassersäule die auf die Fläche von dem 8 mm Röhrchen drückt. Seitliche Ausgänge sind komplizierter zu berechnen.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 13:44    Titel: Antworten mit Zitat

Mein Behälter hat nur 2 Eingänge. In den einen Eingang kommt Wasser (von unten) und in den anderen Eingang bzw. Ausgang (oben) kommt H2 rein und H2 raus (ich nutze dabei ein T-Stück).
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 13:58    Titel: Antworten mit Zitat

Da Wasser nicht komprimierbar ist herrscht bei vollem Behälter Druck vom H2 also die 5 bar am Eingangsstutzen. Wenn man den Behälter leer hat, hat man im Anfang 1 bar, dessen Druck auch auf 5 bar erhöht wird, wenn genau 3,2 l H2 drinnen sind. 4 l Luft werden auf 0,8 l komprimiert was auch 5 bar bedeutet. Mittels Wasser könnte man dann solche Volumina weiter komprimieren und den Druck erhöhen.
Vom Praktischen her, den Behälter mit Wasser füllen, dann das Wasser mittels Wasserstoff raus drücken. Wenn es raus ist Gasventil schliessen und Wasser wieder bis auf die Hälfte reinpumpen, der Druck verdoppelt sich dann.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 14:31    Titel: Antworten mit Zitat

Naja, nicht ganz. Mein Elektrolyseur produziert mit 5 bar... Wenn Wasserstoff in den Behälter, welcher voll mit Wasser ist, hineinströmt, versucht ja dann der Wasserstoff das Wasser wegzudrücken... Mein Ventil für den Wassereingang bleibt offen, damit das Wasser auch weggedrückt werden kann. Erst nach einer gewissen Zeit (sagen wir 60sek), wenn Wasser abgelassen wurde, schaltet sich die Pumpe ein und pumpt das Wasser in den Behälter... In dieser Zeit füllt sich der Behälter mit einem Wasserstoff-Volumenstrom von 500ml/min... Demnach wären 500ml Wasserstoff im Behälter nach einer Minute und wenn die Pumpe dann anfängt zu arbeiten, werden die 500ml Wasserstoff, welche sich dann auf das gesamte Volumen des Behälters verteilen, komprimiert.

Oder habe ich einen Denkfehler?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 14:37    Titel: Antworten mit Zitat

Nein wenn nur 500 ml eingeströmt sind, sind ja noch 3,5 l Wasser drin. Da verteilt sich nichts auf das ganze Volumen. Wenn man dann 250 ml Wasser zufügt werden die 500 ml auf 250 ml zusammengedrückt und der Druck steigt auf 10 bar
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 14:44    Titel: Antworten mit Zitat

Verstehe.. Stimmt.

Das heißt:

mein p1 = Umgebungsdruck?
p2 = 10 bar
V1 = 500ml

und V2 ? Sind das dann auch 500ml? Oder 3500ml?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 14:49    Titel: Antworten mit Zitat

Nein dein p1 sind 5 bar und V1 sind 0,5 l. P2 ist 10 bar. V2 das Volumen was sich daraus ergibt hier 0,25l und mittels Wasser eingestellt werden muss. Also 4 l - V2 = V Wasser.
Im Extremfall nach 8 min. ist der Behälter Wasserfrei und mit Wasserstoff gefüllt. p1 = 5 bar, V1 = 4 l, P2 10 bar was 2l bedeuten würde was an Wasser wieder rein muss.Also 4 l - 2 l = 2l.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 15:09    Titel: Antworten mit Zitat

Ok verstehe. Danke!!

Ich hab nun nen anderen Behälter gewählt...

15 bar und ein Volumen von 5 l.

p.s. Mein Elektrolyseur kann wohl doch 6 bar.

Das heißt:

V2 = p1*V1 / p2

V2 = 6 bar * 500 ml / 15 bar

V2 = 200 ml

Also müsste ich noch 200ml an Wasser hinzufügen, um 15 bar zu erreichen, korrekt?

Zitat:
Im Extremfall nach 8 min. ist der Behälter Wasserfrei und mit Wasserstoff gefüllt. p1 = 5 bar, V1 = 4 l, P2 10 bar was 2l bedeuten würde was an Wasser wieder rein muss.Also 4 l - 2 l = 2l.


Nach diesem Fall dann:

p1 = 6 bar
V1 = 5l

p2 = 15 bar

V2 = 6 bar * 5 l / 15 bar
V2 = 2l

korrekt?

Aber nach dieser Rechnung spielt doch das Volumen des Behälters dann keine Rolle oder? Kann dann auch eine 50 l Behälter nehmen und dennoch müssten 200ml rein... Ich betrachte das Volumen des Behälters doch gar nicht in dieser Rechnung? Ist das korrekt?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Nein

Im ersten Fall haben wir 6 bar und 0,5 l was bei 15 bar dann 0,2 l entspricht.
Der Behälter fast 5 l .Die 0,5 l H2 verdrängen die gleiche Menge an Wasser was 4,5 l Rest bedeutet. Das neue Gasvolumen soll jetzt 0,2 l sein ergo müssen 0,3 l Wasser wieder zugefügt werden. Nicht 0,2 l was Du gerechnet hast.

Wenn der Behälter wasserfrei gemacht wird, dann sind da 5 l H2 mit 6 bar drin. Bei 15 bar nehmen die 2 l ein, was eine Wasserzugabe von 3 l entspräche.

Natürlich wird der Behälter betrachtet. Je nach Grösse ergibt sich die Menge an Wasser.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 15:39    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Natürlich wird der Behälter betrachtet. Je nach Grösse ergibt sich die Menge an Wasser.


Stell dir nun vor, ich habe einen Behälter mit 20 l

p1 = 6 bar
p2 = 15 bar

V1 = 500ml
V2 = ?

Ich komme auf dasselbe Ergebnis....

Nur bei deinem Extremfall, weichen die Rechnungen ab ...

Ist das korrekt?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 15:44    Titel: Antworten mit Zitat

V2 ist 0,2 l. V1 war 0,5 l, Die sind aus dem 20 l Behälter raus. Es ind 19,5 l drin bei 0,2 l müssen 0,3 l Wasser zugefügt werden,Also es müssen dann 19,8 l Wasser drin sein.
zbool



Anmeldungsdatum: 28.05.2023
Beiträge: 21

Beitrag zbool Verfasst am: 05. Jun 2023 16:37    Titel: Antworten mit Zitat

Na siehts du. Also wieder 0,2l ...

Wie gesagt, nur bei deinem Extrem-Beispiel muss das gesamte Volumen des Behälters betrachtet werden.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 05. Jun 2023 16:42    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist doch Klar
Gesetz von Gay Lussac
pV = const.

Das Gas dehnt sich immer so aus. Aber man braucht verschiedene Mengen an Wasser je nach Behälter.


Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 05. Jun 2023 16:47, insgesamt einmal bearbeitet
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