Hoeveel calorieën bevat mijn gas ?

[Duhh]

Hoi

Eigenlijk wil ik weten hoe ik kan bereken hoeveel calorieën 1 mol lucht (70% n2 - 30% o2) heeft bij een bepaalde druk en temperatuur. Maar als ik dit kan doen voor een ideaal gas ben ik al een stuk verder.

Later zou ik graag kunnen berekenen hoeveel calorieën erbij komen aan warmte als ik de druk opvoer naar een bepaalde waarde (a-diabetic).

Alvast hartelijk dank voor alle input.

Ik ben al een tijdje aan het zoeken maar kom vooral formules tegen die het verschil uitrekenen. Ik weet dat het bij nul kelvin ook nul calorieën zijn. Maar veel verder kom ik nog niet.

Mvg Fred

[Neutra]

1) geen calorieën maar joules! (SI eenheden verplicht sinds 1967)

2) pV = nRT

R = constante van Boltzman x getal van Avogadro = k_B x N_A

(3/2)k_BT = (1/2)mv²

[Fred F.]

Je kunt niet spreken van de hoeveelheid calorieën of Joules van een gas.

De waardes voor U (interne energie) of H (enthalpie) die je in studieboeken, op websites, of in wetenschappelijke artikelen vindt hebben niet allemaal dezelfde basis, hebben niet allemaal hetzelfde nulpunt. Iedereen is vrij zijn eigen basis te kiezen omdat de absolute waarde van U of H (of S) niet terzake doen.

Ik ben al een tijdje aan het zoeken maar kom vooral formules tegen die het verschil uitrekenen.

Dat is omdat het bij alle processen alleen om verschillen in U of H draait. Absolute waarden zijn niet relevant en bovendien een kwestie van smaak van de schrijver. Personen die menen dat absolute waardes wel van belang zijn hebben het niet begrepen.

Ik weet dat het bij nul kelvin ook nul calorieën zijn.

Men kan inderdaad 0 K als nulpunt kiezen. Maar: welke fase bij 0 K heeft dan een U of een H van nul? De ideale gas toestand? Of de vaste stof? Stikstof en zuurstof stollen immers bij 63 K resp. 55 K. Kortom: zelfs als men de moeite doet om 0 K als nulpunt te kiezen bijft dit in feite een aanname.

In de praktijk gebruikt men best 25 ^oC als basis voor H van een ideaal gas omdat de vormingsenthalpiën ook gebaseerd zijn op 25 ^oC. De U of H bij 0 K zullen dan negatief zijn, but who cares?

In een stoomtabel gebruikt men: water van 0 ^oC als nulpunt voor H , U en S.

De p-H diagrammen die men overal tegenkomt hebben allerlei nulpunten voor H, gebaseerd op de smaak van de maker.

Dus je mag in een berekening nooit een H of U of S van de ene literatuurbron combineren met de H of U of S van een andere bron omdat de kans groot is dat beide bronnen niet hetzelfde nulpunt gebruiken.

Je moet eerst goed nadenken wat jij eigenlijk wilt berekenen: wat is jouw doel?

[Duhh]

Bedankt voor de antwoorden zover. pv = nrt had ik natuurlijk wel gevonden maar hoe kom ik nu naar de juiste formules ??

Dat is omdat het bij alle processen alleen om verschillen in U of H draait. Absolute waarden zijn niet relevant en bovendien een kwestie van smaak van de schrijver. Personen die menen dat absolute waardes wel van belang zijn hebben het niet begrepen.

dat is wel een intressante stelling, zo had ik het nog niet bekeken.

Ik ging uit van interne energy en lucht (70% N2 2en 30% O2) is bij 0 K natuurlijk een vaste stof.

Maar goed even terug. Wat weet ik ik ??

mijn begin temp. is 10 graden Celcius (283 K)

de druk is 1 bar (100 Kpa)

het volume kan ik dan bereken (eerst voor een ideaal gas) met V=nrt/p

ik kom op:V= 1 x 8.3145 / 100 Kpa = 23,53 Liter

Als ik dit vervolgens voor een ander gas wil doen verandert dan alleen R ??

en is daar een tabel voor ?? Getallen voor lucht ??

Dan word het volgens mij lastiger.

Nu wil ik de druk isentropisch, a-diabetisch opvoeren naar laten we zeggen 8 bar.

Wat word nu het volume van dit gas en wat word de eindtemperatuur ?? Er veranderen dan namelijk twee waarden en ik weet er maar 1. Ik kan daar geen formule`s voor vinden.

alvast vielen dank wieder mahl !!

[Duhh]

na nog wat zoeken kom ik op wiki

een getal tegen voor dry air at sea level at 0 graden celcius

begrijp ik het goed dat dit getal voor niet ideale gassen (zoals lucht) niet constant is wanneer de temperatuur verandert ?? en voor ideale gassen wel constant is ondanks temp. verschillen ?? komt dit door de joule tompson curve van de gassen ??

[Fred F.]

lucht (70% N2 2en 30% O2)

Lucht bestaat voor 79 % uit stikstof (plus Argon) en 21 % zuurstof.

Als ik dit vervolgens voor een ander gas wil doen verandert dan alleen R ??

Nee. De universele gasconstante R is voor alle gassen gelijk aan die 8,3145 J/mol.K

Nu wil ik de druk isentropisch, a-diabetisch opvoeren naar laten we zeggen 8 bar.

Heb je wel eens van de wetten van Poisson gehoord? Ik heb daar al vaak over geschreven: http://sciencetalk.nl/forum/index.php?a...lite=%2BPoisson

begrijp ik het goed dat dit getal voor niet ideale gassen (zoals lucht) niet constant is wanneer de temperatuur verandert ?? en voor ideale gassen wel constant is ondanks temp. verschillen ??

Alleen voor éénatomige gassen (zoals Argon en andere edelgassen) geldt dat de soortelijke warmte (heat capacity) een constante waarde heeft bij alle temperaturen. Voor alle andere gassen, ideaal en niet-ideaal, geldt dat de soortelijke warmte toeneemt met toenemende temperatuur. Heeft niets met Joule-Thomson te maken.

[Duhh]

Hoi Fred F

bedankt voor je antwoord. al begrijp het nog niet helemaal

is deze berekening juist ??

mijn begin temp. is 10 graden Celcius (283 K)

de druk is 1 bar (100 Kpa)

het volume kan ik dan bereken (eerst voor een ideaal gas) met V=nrt/p

ik kom op:V= 1 x 8.3145 / 100 Kpa = 23,53 Liter

en zo ja hoe zou ik deze dan moeten aanpassen voor lucht als R voor beide gassen (lucht en ideaal gas) het zelfde is ?? of geld dit alleen voor mono atomige gassen ?? en is die van lucht niet de 8,3145 j/mol K

het volume zou toch anders moeten zijn ??

de druk en temp. zijn immers het zelfde ??

de wet poisson ziet er veel belovend uit om te reken met minder bekende waarden. Al zien de formules er niet eenvoudiger uit

[Fred F.]

De ideale gaswet p.V = n.R.T geldt voor alle ideale gassen, ongeacht molmassa of molekuulformule.

Dus voor alle ideale gassen geldt dat V = 23,53 Liter/mol bij 10 ^oC en 1 bar.

Meer algemeen geldt dat p.V = n.Z.R.T

Voor ideale gassen geldt dat Z = 1,000

Voor niet-ideale gassen wijkt Z af van 1.

Z = compressibility factor

[Duhh]

Ok nu verder met poisson dan

P1 x V1 / T1 = P2 x V2 / T2

100 kpa x 23,53 L / 283 K = 8,31449 is gelijk aan zegt u het maar ?? hoe ik hier verder moet weet ik niet.

Ik ken alleen P2=800 Kpa maar dan ??

en hoe gebruik ik deze drie

p.Vk = constant

T.Vk-1 = constant

T / pk-1 = constant

waarin k = Cp/Cv (= 1,40 voor lucht als ik goed begrijp, maar ik wil eerst vor een ideaal gas uitrekenen)

[Fred F.]

en hoe gebruik ik deze drie

p.Vk = constant

T.Vk-1 = constant

T / pk-1 = constant

Die laatste moet zijn: T^k / p^k-1 = constant

Constant betekent dat T₁^k / p₁^k-1 = T₂^k / p₂^k-1

Idem voor de andere twee Poisson vergelijkingen.

Je weet p₁ , T₁ , V₁ en p₂ dus je kunt T₂ en V₂ berekenen.

Lees die andere topics nou eens door, dan wordt het je wel duidelijk.

[Duhh]

ik kom er nog altijd niet helemaal uit

Ik kom vooral dit soort voorbeelden tegen met maar 1 onbekende

(P1 x V1)/ T1 = (P2 x V2)/ T2 where P1 = 1 atm

V1 = 25,8L

T1 = 23+273= 296K

P2 = 3.5 atm

T2 = 12+273 = 285 K

V2 = unknown

V2 = (1 x 25.8L x 285 K)/ (3.5x 296K) = 7.1 L

wat moet ik met de punt in de poisson vergelijkingen ??

K is kappa is 1,6 voor mono atomisch ideaal gas als ik het goed heb ??

p1 x v2 x k(1,6) = p2 x ? x k(1,6) gaat dit goed ?? weet echt niet hoe ik verder moet

damn ik ben hier slecht in !!

[Fred F.]

Ik kom vooral dit soort voorbeelden tegen met maar 1 onbekende

(P1 x V1)/ T1 = (P2 x V2)/ T2 where P1 = 1 atm

V1 = 25,8L

T1 = 23+273= 296K

P2 = 3.5 atm

T2 = 12+273 = 285 K

V2 = unknown

V2 = (1 x 25.8L x 285 K)/ (3.5x 296K) = 7.1 L

Dit is een heel ander geval dan je eerst beschreef. Hier heb je Poisson niet nodig maar alleen de ideale gaswet oftewel Boyle-Gay-Lussac.

Maar je had het eerst over:

Nu wil ik de druk isentropisch, a-diabetisch opvoeren naar laten we zeggen 8 bar.

Wat word nu het volume van dit gas en wat word de eindtemperatuur ?? Er veranderen dan namelijk twee waarden en ik weet er maar 1. Ik kan daar geen formule`s voor vinden.

en dan heb je Poisson nodig.

wat moet ik met de punt in de poisson vergelijkingen ??

die punt is een maalteken.

p1 x v2 x k(1,6) = p2 x ? x k(1,6) gaat dit goed ??

Nee, voor de duidelijkheid: die k en k-1 zijn telkens machten.

Voor twee-atomige gassen, zoals in lucht, geldt dat k = 1,4

Je hebt blijkbaar die andere topics over Poisson nog steeds niet gelezen. Doe dan nou eerst eens.

[Duhh]

Heb je misschien een specifieker topic. Ik heb de zoekresultaten die je eerder poste toch uitgebreid doorgespit maar kom nergens het zelfde probleem tegen. Terwijl het mij toch een veel voorkomend probleem lijkt kom ik nergens een geschikt voorbeeld tegen. In een reciprocating compressor word een gas snel en dus zo goed als omkeerbaar adiabetisch samengedrukt daarbij gaat de temp. omhoog en word het volume kleiner maar hoeveel ??

p1 x v2 x k(1,6) = p2 x ? x k(1,6) gaat dit goed ??

p1 x (v2x10~1,6) schrijf ik het zo beter op ??

als ik google op p.Vk = constant vind ik vrijwel niets

voor de duidelijkheid ik heb dit nodig voor school o.i.d. zou wel graag het antwoord weten, of liever nog hoe ik het antwoord moet berekenen. Een voorbeeldje zou wonderen doen.

[Duhh]

nog een poging :

p.Vk = constant

100 x 23,53^(1,6 = 15652,91

maar dan ??

pv^K = constant

Hiermee kan je p in functie van v schrijven.

pv^K = p1v1^K (= p2v2^K)

dus p2 = p1(v1/v2)^K

V1 leid ik af van ideale gaswet pv=nRt en bekom: 0.0249 m^3 en we weten dat V2 1/10.V1 is dus nu invullen

krijg hier bij P2: 2512 kpa = 25,1 bar

kan het zo ??

V2 = V1(P1/P2)^K

Een concreet voorbeeld voor de 2 waardes die ik zoek (v2 en t2) kan ik nog altijd niet vinden

[Fred F.]

Beste Duhh,

Als dit voor je opleiding is dan heb je een enorm probleem, want je kunt blijkbaar niet lezen en algebra is ook niet je sterkste punt.

In die andere topics over Poisson staan vele rekenvoorbeelden, weliswaar niet precies met jouw getallen, maar het komt toch telkens op hetzelfde neer: voor omkeerbaar adiabatische (=isentropische) compressie (of expansie) gebruike men de wetten van Poisson:

p.V^k = constant

T.V^k-1 = constant

T^k / p^k-1 = constant

kan het zo ??

V2 = V1(P1/P2)^K

Nee! V2 = V1(P1/P2)^1/k

En nogmaals: voor lucht, bestaande uit twee-atomige gassen, geldt dat k = 1,4 niet 1,6