Gas verwarmen

N.C.Eilbracht stelde deze vraag op 23 juni 2008 om 09:07.

Geachte meneer/mevrouw,

Mijn vraag klinkt als volgt;

"In een geheel afgesloten ruimte bevindt zich een gas met een temperatuur van 30 graden Celsius. het gas wordt verwarmd. De druk wordt daardoor drie keer zo hoog. Hoe hoog is dan de temperatuur in graden Celsius geworden?

 Ik had zelf de volgende berekening:

Rekenkundig gezien hanteren we de schaal van Kelvin omdat 0 °C een willekeurig nulpunt is.30 graden Celsius x 3 = 90 graden Celsius.30 Celsius = 303 K3x zo hoog is 90 Celsius=363 K30/90=3x zo hoogDe temp wordt dan maar 363/303 = 1,20x zo hoog.

   

Nu wist ik niet meer wat ik hiermee aan moest en kwam tenslotte tot een andere berekening; 

30 graden Celsius is 303 K, de druk wordt 3 x zo hoog dus,

3 x 303= 909 K.909 K = 636 graden Celsius.

Mijn vraag is kan u mij helpen met dit vraagstuk?

Met vriendelijke groet,

Nathalie Eilbracht.

Reacties

Ron op 23 juni 2008 om 12:13

Dag Nathalie,

 

Ik heb een zoontje van 4 en ben zlef 40. Ik ben dus nu tien keer zo oud als hij. Over twee jaar klopt dat echter niet meer, dan is hij 6 en ben ik 42. 

 

Zo is het ongeveer ook met Celsius en Kelvin: als de temperatuur gemeten in graden Celsius drie keer zo hoog word, dan is het in Kelvin niet drie keer zo hoog. Het rekenen met verhoudingen dat jij hier probeert is niet mogelijk omdat de temperatuurschaal van Celsius en Kelvin een constante waarde van elkaar verschillen. Net als het leeftijdsverschil tussen mij en mijn zoontje.

Ik zou het zo doen: Je rekent voor deze opgave met de ideale gaswet: p * V = n * R * T  Daarbij gebruik je de werkelijke getallen en niet de verhoudingen.

Eerst reken je de temperatuur in Celsius om naar die in Kelvin, dan pas je de ideale gaswet toe. Gelukkig hoef je niets te doen met V, R en n want die blijven gelijk. Het antwoord voor de T dat je nu krijgt is in Kelvin, dit reken je weer terug naar Celsius.  

Gaat het hiermee lukken? Laat naar weten wat jij er uit krijgt en hoe je daaraan komt.

 

Overigens is het werken met verhoudingen in veel gebieden van de natuurkunde juist van harte aan te raden omdat je hiermee meestal wel inzicht verkrijgt.  Bijvoorbeeld bij de wet van Ohm of bij het rekenen aan afstanden en snelheden.

 

Nathalie op 23 juni 2008 om 14:55

Geachte meneer/mevrouw,

Ik kom echt niet uit deze opgave en na uw antwoord snap ik er helemaal niks meer van.

Weet nu helemaal niet meer hoe ik deze opgave aan moet pakken en ik wil het juist zo graag snappen!

De opgave is als volgt:

"In een geheel afgesloten ruimte bevindt zich een gas met een temperatuur van 30 graden Celsius. het gas wordt verwarmd. De druk wordt daardoor drie keer zo hoog. Hoe hoog is dan de temperatuur in graden Celsius geworden?e ( is constant) 30 graden Celsius = 303K60 graden Celsius = 333K 333K/303K= 1,20x zo hoog 1,20x 100 = 120 bar

Nu ben ik de draad helemaal kwijt, ik weet niet meer hoe ik deze opgave moet berekenen. Bovenstaande in rood, heb ik zelf berekend. Weet niet hoe ik nu de ideale gaswet moet toepassen op deze opgave.

Ik hoop echt dat u mij kunt helpen.

B.v.d.

 

Nathalie

(Dag Nathalie, omdat dit verder gaat op je eerdere vraag heb ik je reactie maar hieraan geplakt.

Moderator)

Jaap op 23 juni 2008 om 16:31

Dag Nathalie,
Je eerste berekening in de bovenste inzending is onjuist, omdat je daar de drukwet van Gay-Lussac gebruikt met de eenheid graad Celsius. Deze drukwet geeft echter alleen goede resultaten als je de temperatuur invult in kelvin.
Je tweede berekening in de bovenste inzending is in wezen juist. Even alles op een rij zetten...
De drukwet van Gay-Lussac luidt:
p/T=constant mits het volume en de hoeveelheid gas (het aantal mol) constant zijn.
Als de druk drie maal zo groot wordt, is de temperatuur (in kelvin) kennelijk drie maal zo hoog geworden.
De oude temperatuur was 30+273=303 K. De nieuwe temperatuur is 3×303=909 K.
Dat is 909-273=636 °C.
Groeten,
Jaap Koole

Ron op 24 juni 2008 om 07:13

Dag Nathalie, Jaap,

De uitleg van Jaap is helemaal correct. In mijn eerste antwoord heb ik hiervoor een paar aanwijzingen gegeven. Bij de vraagbaak probeer ik niet direct een antwoord op te lepelen maar ik wil de leerlingen op het goede spoor zetten, zodat iemand zelf het antwoord berekent. Als dat niet lukt, geef ik graag de uitwerking maar in dit geval was Jaap me voor. Dat is een positief punt van de vraagbaak: meerdere mensen helpen je op weg. 

Voor de volledigheid wil ik toch even de opgave uitwerken volgens het 'recept' dat ik in mijn eerste antwoord gegeven heb.

  • Eerst reken je de temperatuur in Celsius om naar die in Kelvin

30+273=303, de temperatuur is 303 Kelvin

  • dan pas je de ideale gaswet toe. Gelukkig hoef je niets te doen met V, R en n want die blijven gelijk.

Ik ben er van uitgegaan dat deze gaswet bekend was, p * V = n * R * T . Hierin staat p voor druk, V voor volume, n voor het aantal mol en T voor de absolute temperatuur (we moeten dus Kelvin gebruiken). Omdat n en V niet veranderen, blijft de wet van Gay Lussac over:  p/T=constant (zoals Jaap ook aangeeft). Omdat de druk drie keer zo hoog wordt, wordt de temperatuur ook drie keer zo hoog. Wde komen dus op 303*3=909 Kelvin.

  • Het antwoord voor de T dat je nu krijgt is in Kelvin, dit reken je weer terug naar Celsius

909 Kelvin komt overeen met 909-273=636 °C.

Ik hoop dat het nu helemaal duidelijk is (waarschijnlijk was het al duidelijk na de reactie van Jaap). Excuses dat de eerste uitleg je in verwarring heeft gebracht.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Clara heeft twintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)