gaswetten, massa op zuiger van cilinder

nico stelde deze vraag op 03 december 2013 om 12:44.

Goedemorgen,

Heb een oefening ditmaal over de gaswetten.

Een cilinder met diameter 10 cm bevat 20g lucht en is bovenaan afgesloten met een wrijvingsloze beweegbare zuiger .

De Zuiger heeft een massa van 0.5kg en daar bovenop wordt een massa van 10kg geplaatst.

De temperatuur van cilinder en lucht bedraagt 20°C

a)Bereken de druk in de cilinder

b) bereken volume cilinder +hoogte van de zuiger.

druk in de cilinder heb ik 114761 Pa (absoluut)
Volume heb ik 0.014655m3, hoogte 1.86 m...

vermits de waarden me hoog lijken moet ik ergens wel iets verkeerds berekend hebben.

 

mvg,

nico

Reacties

Theo op 03 december 2013 om 13:35

20 gram lucht = n grammolen "lucht"mengsel 78% N2 + 21% O2 heeft theoretisch grammol massa 28,97 g/mol. Daarbij is 20 g = 0,69 grammol


Gaswet:  p.V = nRT = 0,69 .  8,31 . 293 = 1680   J

Alleen p en V zijn onbekend.

De zuiger plus massa is 10.5 kg. Gewicht ervan is 103 N. Dit levert een druk van  gewicht/oppervlakte zuiger (13115 Pa) naast de normale luchtdruk van 1 atm (1,01325 . 105 Pa), tezamen 114440 Pa

In evenwichtsstand zal de zuiger zover ingedrukt worden door de druk van de buitenlucht (1 atm) + 10,5 kg massa op de zuiger dat het opgesloten gas een even grote tegendruk geeft. Daarmee is p ook bekend (114440 Pa)  en kan V worden berekend (feitelijk hoogte h want grondvlak = oppervlak cilinder)

V = 1680/114440 =0,01468 m3

nic78 op 04 december 2013 om 11:21

Bedankt voor uw reactie , alweer!

 

Dus de hoogte van de cilinder is dan 1.86 m?
Als ik dan moet berekenen hoe de zuiger gaat reageren als we de lucht bvb. naar -10°C brengen.  Kan ik dat dan berekenen

door bvb eerst het volume cte te houden (zuiger vastzetten) en dan los te laten?

 

Of is er een andere methode?

Alvast dank,

nico

 

 

Jan op 04 december 2013 om 18:11

Dag Nic,

omdat die zuiger vrij kan bewegen zal de druk constant blijven.

p, n, R en nieuwe T zijn bekend, je kunt dus eigenlijk zonder gekke sprongen een nieuw volume berekenen en daarna de nieuwe hoogte.

Groet, Jan

Dhooghe op 04 december 2013 om 18:47

Top !

bedankt voor uw tijd. 

Nu heb ik er ook een beter zicht in.

 

Kan u me alleen nog zeggen welke hoogte de cilinder dan heeft?

ik kwam ruwweg op V=A.h => h= V/A=> 0.014m3 / 0.0078m2=

1.80m .... Lijkt mij hoog voor 20gr. Lucht

Alvast dank,

nico

Theo op 04 december 2013 om 20:05

Toch niet zo gek hoor. De dichtheid van lucht onder normale atmosferische omstandigheden is 1,3 kg/m3. Voor 20 gram is dit dan 0,020/1,3 = 0,015 m3 . Dit bedrag komt aardig overeen met 0,014 m3 die voor jouw (onder druk staande, dus kleinere) volume.

De cilinder mag 1,80 m hoog zijn - de basis als cirkel met straal 5 cm is natuurlijk nogal klein.

Nic op 04 december 2013 om 21:05

Hartelijk dank en een goede avond nog,

 

nico

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)