Opgave
In ruimte A zit Gronings aardgas. Gegeven is dat het volume 2 dm3 is en de druk 1,00 bar.
In ruimte B zit stikstofgas met als extra gegevens: een volume van 3 dm3 en een druk van 2,00 bar.
In beide ruimten is de temperatuur 70 graden Celsius. De twee ruimten zijn gescheiden door een scheidingswand.
Zie de tekening.
De scheidingwand wordt verwijderd en de temperatuur verandert niet.
a) Bereken de druk tegen de linkerwand van wat eens ruimte A was.
Terug naar de oorspronkelijke situatie. De scheidingswand blijkt bij nadere beschouwing een zuiger te zijn. Deze zuiger kan wrijvingsloos in de horizontaal geplaatste getekende cilinder bewegen. De temperatuur verandert ook nu niet.
b) Bereken de volumes van A en B, als de zuiger wordt losgelaten.
Uitwerking vraag (a)
De temperatuur verandert niet. De som van het aantal mol verandert niet, dus:
Uitwerking vraag (b)
Het gemakkelijkst is het om je te realiseren dat ook in deze situatie de druk 1,6 bar moet worden. Pas dan de wet van Boyle toe op ruimte A:
• 1,00 × 2 = 1,6 × VA
• VA = 1,25 dm3.
• De rest, dus 3,75 dm3 is voor B. VB = 3,75 dm3
Als je het anders probeert krijg je de wet van Boyle voor A en B afzonderlijk en de som van beide volumina is 5.
1) 1,00 × 2 = p × VA
2) 2,00 × 3 = p × VB
3) VA + VB = 5
Dit zijn 3 vergelijkingen met 3 onbekenden.
• Vanuit vgl 3 zeg je: VA = 5-VB
• Dan vul je dat in vgl 1 in en krijg je: 1,00 × 2 = p × (5-VB)
• Dus 1,00 × 2 - 5 p = - (p × VB)
• Door vgl 2 in te vullen krijg je nu:
• 2,00 × 3 = -(1,00 × 2 - 5 p)
• Hieruit volgt dat p = 1,6 bar
