Druk: cilinder met 2 gassen

Merve stelde deze vraag op 03 november 2011 om 20:09.

Je hebt een cilinder met een vrij beweegbare zuiger erin. In het begin ligt de zuiger precies in het midden van de cilinder. Links van de zuiger zit CO2. De druk die daar heerst ist 4 bar en de volume is 40 cm^3. Rechts van de zuiger bevindt zich H2O met een druk van 1 bar en een volume van 60 cm^3. De temperatuur is constant. Al deze gegevens gelden in het begin van de situatie. Dan wordt de zuiger losgelaten. Bereken de einddruk links en rechts is de vraag.

Hoe bereken ik dat? Zou u me ook kunnen uitleggen wat er precies gebeurt als de zuiger wordt losgelaten?

Reacties

Theo op 03 november 2011 om 20:37

Er zijn 2 cilindervormige ruimtes waartussen een drukverschil bestaat (links 4 bar, rechts 1 bar). De druk links zal de cilinder doen verschuiven tot de druk aan beide kanten dezelfde is. Het CO2 gas (binnenkort "de CO2 gas" ?) zal arbeid verrichten op de zuiger en deze naar rechts duwen. (Immers: druk = kracht/oppervlak en daarmee kracht = druk x oppervlak. Het oppervlak van de zuiger is A en voor beide zijden hetzelfde. Links duwt met een kracht ter grootte van FL = pL.A  . Rechts duwt met een kracht FR = pR.A de andere kant op. De zuiger beweegt door de resulterende kracht F = FL - FR = (pL - pR).A en stopt pas als F = 0 en dit zal zijn als pL = pR)

Aannemend dat de gassen zich als ideaal gas gedragen, geldt ook de gaswet aan elke kant van de zuiger:  p.V/T = constant. T is ook constant dus p.V = constant aan beide kanten (maar wel elk met een eigen waarde voor die constante).  Uiteindelijk is de druk p aan beide kanten ook gelijk. Daarmee moet het volume aan elke kant en dus de positie van de zuiger te berekenen zijn.

(In praktijk zal door traagheid van de zuiger deze eerst door de uiteindelijke evenwichtspositie schieten waardoor nu rechts een te hoge druk ontstaat. Dus wordt de zuiger teruggeduwd. Na wat gedempt getrild te hebben wordt de evenwichtspositie ingenomen)

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)