lucht in een duikerklok

ilse stelde deze vraag op 18 maart 2008 om 19:11.

hallo, ik heb een zeer groot probleem ik heb morgen examen fysica en ik kan er niks van. het gaat over druk in gas en warmtehoeveelheid. nu ben ik allemaal oefeningen aan het maken maar ik heb er nog geen 1 kunnen oplossen.

ik heb hier een oefening die ik zeer moeilijk vind:

Een duikersklok bestaat uit een cilinder, hoogte 2.0 m en diameter grondvlak 1.5 m, die gesloten is bovenaan en open is onderaan. Men laat de cilinder in het water zakken met de open kant eerst (zie figuur). Naarmate de klok dieper zakt stroomt er water onderaan in. Als het waterniveau in de klok 15 m onder het oppervlakteniveau ligt, hoe hoog staat het water dan in de duikersklok? We nemen aan dat de temperatuur constant is gebleven.

hoe moet je dit in godsnaam oplossen. ik hoop dat jullie me kunnen helpen. :s

ilse

 

 

 

Reacties

Rene op 18 maart 2008 om 21:02

Temperatuur verandert niet, natuurlijk verandert de hoeveelheid lucht in de duikersklok ook niet. Dus gaat het alleen maar om het verband tussen druk en volume en daarvoor geldt de wet van Boyle: p . V = constant.

Bovenaan heerst gewoon de luchtdruk (zo te zien niet gegeven, dus maar uitgaan van 1,0 bar ofwel 1,0.105 Pa). Op 15 meter onder water komt daar 15 meter waterdruk bij. Die is te berekenen met de formule van ρ.g.h met ρ de dichtheid van water (is 1,0.103 kg/m3). Dus de extra waterdruk is 1,0.103 x 9,81 x 15 = 1,5. 105 Pa. Totale druk op 15 meter is dus 1,5.105 + 1,0.105 = 2,5.105 Pa.

Omdat p.V is constant en de druk op 15 meter diepte 2,5 keer zo groot is als aan het oppervlak, moet het volume dus wel 2,5 keer zo klein zijn. Aan het oppervlak is het volume V = h . A met h = 2,0 m en A is oppervlakte van het grondvlak, dus 2,0 . A. Op 15 m diepte 2,5 keer zo klein, dus (2,0 . A) /2,5 = 0,8 . A. Dus de hoogte h is dan nog maar 0,8 m. Dus het water is 1,2 m de duikersklok in gekomen.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)