Verhouding druk en temperatuur in een autoclaaf.

Willem stelde deze vraag op 22 maart 2007 om 16:19.

Hallo,

Ik zit vast met een lastig probleem.

Een autoclaaf is een grote tank warin producten zitten. De tank wordt afgesloten en van buitenaf op druk gebracht en daarna op temperatuur. De tank wordt eerst op een druk van 6 bar gebracht, waarbij de temperatuur constant moet blijven. Daarna blijft de druk constant op 6 bar en de temperatuur wordt verhoogt naar 120 graden Celcius.

Aangezien de druk en temperatuur onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn kom ik er niet uit hoeveel de temperatuur stijgt bij het op druk brengen en hoeveel de druk stijgt bij het op temperatuur brengen vervolgens.

Kan iemand mij dit uitleggen?

bij voorbaat dank, Willem

Reacties

Melvin op 22 maart 2007 om 17:28

Beste Willem,

De druk en temperatuur zijn niet onlosmakelijk met elkaar verbonden, maar ze hebben wel met elkaar te maken.

Je kan bijvoorbeeld de druk verhogen met een gelijke temperatuur door veel warmteuitwisseling toe te staan met de omgeving. Hierdoor blijft de tank op de omgevingstemperatuur.

Als je daarna de tank verwarmt, maar de lucht erin laat uitzetten, dan kan je de druk ook gelijk houden. In dit geval kan dat makkelijk met een overdrukventiel dat bij 6 bar opengaat.

Zo kan je dus toch de situatie krijgen die jij beschreef: eerst de druk isotherm (= met constante temperatuur) omhoog en daarna de temperatuur isobar (= met constante druk) omhoog.

Als je de tank geen warmte laat uitwisselen met de omgeving, dan kan je waarschijnlijk het beste gebruik maken van de ideale-gaswet:
P*V = n*R*T , met P de druk, V het volume, n het aantal mol gasdeeltjes, R de gasconstante en T de temperatuur.

Als de druk dus van 1 naar 7 bar gaat (dus de overdruk van 0 naar 6 bar), dan stijgt het volume dus ook met een factor 7 (in Kelvin natuurlijk). Dit geeft je een heel hoge temperatuur (veel meer dan 120 C), dus ik neem aan dat je toch ervan uit kan gaan dat er veel warmteuitwisseling met de omgeving is.

Was dit een beetje duidelijk?
Groet,
Melvin
 

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Noortje heeft negen appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)