Druk afgesloten hoeveelheid gas

Claire stelde deze vraag op 27 augustus 2007 om 09:16.

Een reservoir bevat een bepaalde hoeveelheid lucht bij een bepaalde druk. Via twee gebogen dikwandige glazen buizen, beide gevuld met kwik (dichtheid = 13,6 g/cm³) wordt dit reservoir verbonden met:

a) de open lucht in L

b) een afgesloten hoeveelheid gas G

De proef wordt uitgevoerd bij normdruk (p atmosfeer = 101300 Pa). De kwikkolommen vertonen hoogteverschillen zoals aangegeven op de figuur in de bijlage.

Gebruik voor de aardse constante g = 10N/kg

De druk van de afgesloten hoeveelheid gas in G bedraagt dan:

a) 8160 Pa

b) 101300 Pa

c) 106740 Pa

d) 109460 Pa

Ik heb dus geen enkel idee hoe ik moet beginnen. Alle vragen waar druk met gassen en vloeisoffen gevraagd worden zijn voor mij een compleet raadsel. Wie kan me helpen?

Reacties

Jaap op 27 augustus 2007 om 16:37

Dag Claire,
Laten we eerst kijken naar de linker-U-buis. Zoals je in de tekening kunt zien, staat het kwik in het rechterbeen van die u-buis (verbonden met het reservoir) lager dan in het linkerbeen (verbonden met de open lucht). De gasdruk in het reservoir is dus groter dan de druk van de open lucht (101300 Pa). Het drukverschil tussen het reservoir en de open lucht komt overeen met de hydrostatische druk p1 van een kolom kwik met een hoogte h1=10cm. Deze hydrostatische druk is p1=ρ×g×h1 met ρ is de dichtheid van het kwik; g is de valversnelling (10 m/s² of 10 N/kg) en h1 is het hoogteverschil tussen de vloeistofspiegels in de beide benen van de linker u-buis. Je kunt p1=ρ×g×h1 berekenen. Daarna kun je de druk pres in het reservoir berekenen: 101300 plus...
Vervolgens kijken we naar de rechter-U-buis. De gasdruk in het reservoir is groter dan de gevraagde gasdruk pG in G. Het drukverschil tussen het reservoir en de open lucht komt overeen met de hydrostatische druk van een kolom kwik met een hoogte h2=6cm. Deze hydrostatische druk is p2=ρ×g×h2. Dit drukverschil kun je berekenen. Tot slot kun je de druk pG in G berekenen: de druk in het reservoir minus p2.
Alternatief: misschien ben je gewend te rekenen met de eenheid "centimeter kwik(druk)" ofte wel cmHg. Dat is de druk die heerst onderaan een kolom kwik van 1 cm hoog. In tabellenboeken staat wel een omrekeningsfactor: 1 cmHg=...Pa. Uit de tekening kun je opmaken dat de druk in G gelijk is aan de druk van de open lucht plus 4 cmHg (namelijk 10 minus 6 cmHg).
Succes met de verdere uitwerking,
Jaap Koole

Claire op 27 augustus 2007 om 17:52
Ik ben er uitgekomen, heel erg bedankt!

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Roos heeft dertien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)