Temperatuur bij uitzetten gas.

[Suis]

Ik ben voor mijn profielwerkstuk bezig met als onderwerp de waterraket.

Maar nu kijk ik tegen een probleem aan.

Als de lucht bovenin de fles uitzet word de druk minder omdat het volume groter word. Maar de lucht onttrekt ook warmte door het snelle uitzetten.

Daardoor word het volume weer kleiner en word de druk lager.

Nou weet ik niet hoe ik de temperatuurdaling (wat resulteerd in een drukdaling) kan berekenen.

Kan iemand mij hierbij verder helpen?

Gr. Ben

[Draw.Stick]

Dat zou te berekenen moeten zijn d.m.v. de gaswetten

http://www.ictbox.be/formules/wet_van_boyl...le_mariotte.htm

http://www.ictbox.be/formules/gay_lussac.htm

de wet van regnault (die denk ik nodig is hier) kan ik niet vinden sorry

EDIT:

P1/T1 = P2/T2 is de gaswet van Regnault

V1/T1 = V2/T2 die van Gay-lussac

P1*V1 = P2*V2 die van Boyle-Mariotte

Deze samengevoegd:

(P1*V1)/T1 = (P2*V2)/T2

hoop dat dit helpt P is druk, V volume en T temperatuur in kelvin natuurlijk

[Suis]

Deze samengevoegd:

(P1*V1)/T1 = (P2*V2)/T2

hoop dat dit helpt P is druk, V volume en T temperatuur in kelvin natuurlijk

Deze formule had ik ook al gevonden.

De gegevens 1 kun je zo invullen.

Maar als je de gegevens bij 2 moet invullen zit je volgens mij met een probleem. Je kun het volume van het gas wel invullen maar de druk niet want die is afhankelijk ook nog van de T2.

Dus ik denk dat ik een formule moet hebben voor de daling van de temperatuur afhankelijk van de volumevergroting.

Dat ik dan de P pas kan berekenen.

Dus als ik goed zit, weet dan iemand iets om daling van de temperatuur afhankelijk van de volumevergroting te bereken?

Gr. Ben

[Bert]

Bij adiabatische expansie wordt (althans bij gassen met 2-atmige moleculen) het verband tussen volume en druk gegeven door p*(V^1,4)=constant. De rest (temperatuurdaling) kun je met de al genoemde gaswet afleiden.

[Mafkees]

Bij adiabatische expansie wordt (althans bij gassen met 2-atmige moleculen) het  verband tussen volume en druk gegeven door p*(V^1,4)=constant. De rest (temperatuurdaling) kun je met de al genoemde gaswet afleiden.

Wat is adiabatische expansie?

[Suis]

Wat is adiabatische expansie?  

dit heb ik erover gevonden.

Adiabatische processen

In de meteorologie is een adiabatisch proces, een proces waarbij aan een bepaalde hoeveelheid lucht van buitenaf geen warmte wordt toegevoegd of onttrokken. Er vindt dus geen uitwisseling van warmte met de omgeving plaats.

Een adiabatisch proces wordt door lucht ondergaan, wanneer deze verticale bewegingen ondergaat. In opstijgende lucht zal de luchtdruk afnemen en volumevermeerdering optreden (dit noemt men adiabatische expansie). Door deze vergroting van het volume wordt energie verbruikt. Aangezien er geen warmteuitwisseling met de omgeving is, wordt deze energie omgezet in de luchthoeveelheid zelf. De temperatuur van deze lucht zal daardoor gaan dalen (adiabatische afkoeling genoemd).

Daartegenover zal bij een dalende beweging van een hoeveelheid lucht de luchtdruk toenemen, het volume afnemen (logisch genoemd: adiabatische compressie) en daardoor de temperatuur stijgen (logisch genoemd: adiabatische verwarming). Het onderscheid tussen droog-adiabatisch en vocht-adiabatisch wordt alsvolgt gemaakt:

Droog-adiabatisch: adiabatisch proces in een droge (niet-verzadigde) lucht

Vocht-adiabatisch: adiabatisch proces in een verzadigd lucht.

[EDIT]

Als ik dus deze forume invul p1*(V1^1,4)=p2*(V2^1,4)

Heb ik de druk op p2 met de temperatuursdaling al ingecalculeerd?

gr. Ben

[Bert]

Als ik dus deze forume invul p1*(V1^1,4)=p2*(V2^1,4)

Heb ik de druk op p2 met de temperatuursdaling al ingecalculeerd?

gr. Ben

Ja dat klopt.

Het woord adiabatisch wordt niet alleen in de meteorologie gebruikt. In plaats van adiabatisch proces wordt ook wel de term isentroop proces gebruikt (dwz dat de entropie van het gas bij de expansie niet wijzigt). Strikt genomen klopt de term adiabatisch proces niet helemaal en had ik eigenlijk van een reversibel adiabatische proces moeten spreken.

Voor de volledigheid: de exponent n=1,4 geldt alleen voor 2-atomige gassen. Voor andere gassen is de exponent n=(2k+3)/(2k+1) waarin k het aantal atomen in een molecuul is (dus voor helium: n=5/3 en voor kooldioxide n=9/7). Verder gelden de vermelde formules alleen voor ideale gassen (maar dat geld voor de algemene gaswet ook al).

Uit de ideale gaswet en de wet pV^1,4=constant kun je voor de temperatuur het verband (p^0,2857)/T=constant afleiden. Grappig is dat dit verband ook voor niet ideale gassen vrijwel het goede antwoord geeft (afwijking minder dan 2%).

[Suis]

Bedankt voor de oplossing, maar nu loop ik weer tegen een probleem

aan die ik zelf niet op kan lossen.

Bij een constant temp. kun je gewoon het gemiddelde van de 2 uiterste

waade nemen voor een gemiddeld druk.

Maar nu zit ik met die ^1.4.

Iemand enig idee hoe je dan de gemiddelde druk kunt bereken?

[Steabert]

Ik ben voor mijn profielwerkstuk bezig met als onderwerp de waterraket.

Maar nu kijk ik tegen een probleem aan.

Als de lucht bovenin de fles uitzet word de druk minder omdat het volume groter word. Maar de lucht onttrekt ook warmte door het snelle uitzetten.

Daardoor word het volume weer kleiner en word de druk lager.

Nou weet ik niet hoe ik de temperatuurdaling (wat resulteerd in een drukdaling) kan berekenen.

Kan iemand mij hierbij verder helpen?

Gr. Ben

wat bedoel je eigenlijk? wat wil je precies beschrijven/berekenen?

schets eens het verloop van de lancering en zeg iedere keer wat er gebeurt in de fles.

[Mafkees]

Bedankt voor de uitleg Suis en Bert.

[Suis]

als je dit plaatje bekijkt en de co2 vervangt door lucht natuurlijk.

Ik heb dus de gemiddelde druk nodig in de fles van de lucht op het water.

Die heb ik nodig om in de wet van bernoulli in te vullen voor de uitstroomsnelheid van het water.

--> P+1/2*ρ*v^2 <--

Voor deze P heb ik de gemiddelde druk nodig in de fles.

en formule voor druk op een bepaald tijdstip is p2*(V2^1,4)=C

Nou zou ik willen weten wat de gemiddelde druk is over bijvoorbeeld 0.1 sec. als je de druk berekend met de formule p2*(V2^1,4)=C