Hallo! Ich schreib dieses Semester Physik 2 und habe massive Schwierigkeiten mit den Aufgaben im Moment. Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen.

Meine Frage:
Gesucht ist das Volumen einer Luftblase an der Wasseroberfläche bei einer Umgebungstemperatur 20°C die der Temperatur in der Luftblase entspricht.
Die Luftblase befindet sich anfangs am Grund eines Sees in 40m Tiefe und hat eine Temperatur von 4°C und ein Volumen von 20cm³.
Als Lösung wird VLuftblase =100 cm³ an der Wasseroberfläche angegeben.

Die Aufgabe ist aus den Übungen zum Halliday Physikbuch aufgabe 20.15

Meine Ideen:
Ich nehme Luft als ideales Gas an. Daher gilt für die Oberfläche: pV=nRT

mit p=101,325 kpa (da ja nur der Luftdruck wirkt und die höhe 0 beträgt also p(oben) = p(Luft) + (Dichte von Wasser)*g*0).
und T=293,15 K

am Teichgrund unten hat p einen Wert von p=p0berfläche + (Dichte von wasser)*g*h
also 101325 Pa + 1000 kg/m³ * 9,81 m/s² *40m
und T=277,15 K

Da für den Anfangszustand als auch für den Endzustand das ideale Gasgesetz gilt kann ich es für beide Zustände aufstellen und dann den einen Term durch den anderen dividieren.

also wäre V(oben) = (T(oben)*p(unten)*V(unten)) / T(unten)*p(oben).
Dabei komme ich auf V(oben) rund 390cm³.
:/


Sowie:

Aufgabe:
Ein Behälter A enthalte ein ideales Gas bei einem Druck von 4,0*10^5 Pa
und einer Temperatur von 300K.

Ein Behälter B enthalte ein ideales Gas bei einem Druck von 1,0*10^5 Pa und 400K.

Das Volumen des Behälters B ist 4 mal so groß wie das von Behälter A.
Beide Behälter sind über ein Ventil miteinander verbunden. Wird es entspannt vermischen sich die Gase.
Die Temperatur in beiden Behältern wird konstant gehalten.
Welcher Gesamtdruck ergibt sich?

Ansatz:
Also es sind zwei ideale Gase somit gilt schonmal pV=nRT
Geht das Ventil auf expandiert das Gas mit dem höheren Druck gegen das Gas mit dem niedrigeren Druck.
Es kann soviel Gas von A nach B Strömen bis das Volumen und der Druck von B gleich der Temperatur von B sind.
Das Volumen der Behälter bleibt Konstant.

Von daher ist Va= nRTa / pa
und Vb = nRTb / pb =4*Va

4*Tb/pb = Ta/ pa

nR kürzt sich raus.

ich suche jetzt den Enddruck der für beide gleich ist.

Das Verhältnis ist also gegeben durch Einsetzen von delta p.

4*Tb/(pb(Ende)-pb(Anfang)) = Ta / (pb(Ende)-pa(Anfang))

ist das soweit richtig?

Falls jemand Ideen hat immer her damit. Danke.

Dieser Beitrag wurde von lovehina: 07 Apr 2011, 10:50 bearbeitet

ich habe übersehen, dass die ausgangstemperaturen nicht gleich sind. die druckdifferenz kannst du nicht ansetzen, da sich der druck in beiden behältern gleichzeitig ändert. der mittlere druck muss für beide behälter bei temperatur b, vereintem volumen und vereinter stoffmenge gelten.

also gleichung so aufstellen, dass quasi keine trennung zwischen beiden behältern mehr existiert und dann musst du nur noch die stoffmengen mit der allgemeinen gasgleichung in den jeweiligen ausgangszuständen ersetzten und du bekommst 1,4 bar heraus.

edit: es sollten 1,867 bar sein, da ich die temperaturen der behälter vertauscht hatte...

Dieser Beitrag wurde von yocheckit: 07 Apr 2011, 15:26 bearbeitet