Kann mir jemand bei dieser Aufgabe der Physikalischen Chemie weiterhelfen?
Ich war letzte Woche verhindert aufgrund meines Umzugs und konnte nicht an der PC Vorlesung Teilnehmen. Da nur die wenigsten meiner Kommilitonen der Vorlesung folgen können, da der Prof diese sehr unübersichtlich und unglücklich gestaltet und keine Folien online stellt, stehe ich momentan jenseits des Pfades, der zum Glück in der PC führt. Ich hoffe, dass einer von euch mich zurück auf den Pfad bringen kann ;)
Ich stelle im folgenden 3 Aufgaben hier rein, wodurch ich hoffe, dass einer von euch mir Themen bzw. Inhalt nennen kann, durch die ich die Aufgaben selbstständig bearbeiten kann. (vllt. gute Seiten, links etc.)
Lösungsansätze sind ebenfalls erwünscht!
11)
Ein ideales Gas wird isotherm und reversibel von V1 nach V2 = 7 · V1 expandiert und verrichtet dabei eine Volumenarbeit von w = -59.0 kJ. Der Anfangsdruck beträgt 180 bar.
a) Berechnen Sie das Anfangsvolumen.
b) Bei welcher Temperatur T läuft der Vorgang ab, wenn die eingesetzte Gasmenge
n = 2.80 mol beträgt?
12) Ein 5.00 g schweres Stück Trockeneis (CO2 (s)) verdampft vollständig bei 20.0 oC in einem luftleeren Gefäß mit VA = 100 cm3 ausgestattet mit einem flexiblen Kolben. Das Volumen des Feststoffs kann vernachlässigt werden.
Welche Arbeit wird durch das System verrichtet
a) bei der Expansion gegen einen konstanten äußeren Druck von 1.013 bar
b) bei einer isothermen und reversiblen Expansion auf dasselbe Endvolumen wie unter a)?
Zusatzaufgaben (Die Lösungen werden in STiNE gestellt.)
III) Ein Gas der Substanzmenge 1.23 mol wird bei einer Temperatur von 273.2 K von pa = 1.01325 x10hoch5 Pa auf pe = 2.50000 x10hoch5 Pa isotherm komprimiert.
- a) Wie groß ist die Arbeit (Energie), die zwischen dem System und seiner Umgebung ausgetauscht wird, wenn das Gas mittels der idealen Gasgleichung behandelt werden darf? Wird die Arbeit vom System oder am System geleistet?
- b) Wie hoch kann mit dieser Energie eine Masse von 70.0 kg gehoben werden?
Grüße
1 Antwort
Ein ideales Gas wird isotherm und reversibel von V1 nach V2 = 7 · V1 expandiert und verrichtet dabei eine Volumenarbeit von w = -59.0 kJ. Der Anfangsdruck beträgt 180 bar.
a) Berechnen Sie das Anfangsvolumen.
b) Bei welcher Temperatur T läuft der Vorgang ab, wenn die eingesetzte Gasmenge
n = 2.80 mol beträgt?
Ich versuche mich mal an einer Aufgabe, da meine letzte PC-Vorlesung schon etliche Jahrzehnte zurückliegt und ich bei der ersten Diplomprüfung an der PC gescheitert bin. Also Vorsicht!
Für die verrichtete Arbeit W bei der isothermen Kompression oder Expansion eines idealen Gases gelten folgende Zusammenhänge:
W = nRT*ln(V₁/V₂) (1)
W = nRT*ln(p₂/p₁) (2)
W =p₁V₁*ln(V₁/V₂) (3)
Die Herleitungen kann man hier nachlesen: https://de.wikipedia.org/wiki/Isotherme_Zustands%C3%A4nderung
Gegeben: V₂ = 7 V₁; W = -59,0 kJ; p₁ = 180 bar; n = 2,80 mol
Zur Berechnung der gefragten Temperatur müssen diese Werte nur noch in Gl. (1) eingesetzt werden:
-59,0 kJ = 2,80 mol * 8,314 Jmol⁻¹K⁻¹ * T * ln(1/7)
Wenn man das bei Wolframalpha eingibt, erhält man für T = 1302 K
Mit Gl. (3) erhält man:
-59000 J = 180 bar * V₁ * ln(1/7)
Nach Umrechnung von "bar" in "N/m²" liefert das bei Wolframalpha:
V₁ = 0,00168 m³
Puhhh... da hab ich ja noch mal Glück bei der PC gehabt. :-) War eigentlich nie meine Stärke.
Beides Korrekt und vernünftig hergeleitet.