Frage von romanmiller, 44

Physik Hausaufgabe Ausdehnung von Luft?

Hallo,
ich weis ist ein bisschen spät aber ich hatte einen ziemlich stressigen Tag und bis jetzt was zu tun, deswegen mach ich erst jetzt Hausaufgaben...
In Physik habe ich folgende Aufgabe:
Eine verschlossene Flasche, die 2l Luft enthält wird von 0 Grad C auf 70 Grad C erwärmt. Wie viel Luft entweicht aus der Flasche, wenn man sie bei 70 Grad C öffnet?
So, ich weis wie man es unter konstantem Druck rechnet, aber in der Flasche steigt der Druck ja... Könnt ihr mir helfen?

LG

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 43

Nach dem Öffnen sinkt der Druck ja wieder.

Druck, Volumen und Temperatur sind Zustandsgrößen, d. h. der Zusammenhang zwischen ihnen hängt nicht vom Weg ab, wie dieser Zustand erreicht worden ist.

Vermutlich ist gemeint, dass die Luft sich bei konstant 70 °C ausdehnt.

Der Aufgabe angemessener wäre, eine adiabatische Ausdehnung anzunehmen. Es sei denn, man betrachtet die Flaschenöffnung als klein gegenüber der Oberfläche der Flasche, dann sieht es anders aus (Joule-Thomson-Effekt). Oder man lässt das Gas beim Ausströmen Arbeit verrichten.

Antwort
von Streamer, 41

Der Druck, der in der Flasche herrscht ist eigentlich hier gar nicht wichtig, die Frage ist ja, wie viel Luft entweicht, wenn sie geöffnet wird. Das heißt, am Ende hast du eine isobare Zustandsänderung (der Druck ist nach dem Öffnen der Flasche der Umgebungsdruck)

https://de.wikipedia.org/wiki/Isobare_Zustands%C3%A4nderung

Das Volumen, das entweicht ist nun eben das, was nicht in die 2l Flasche passt. 

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