Stahlkessel erhitzen....

Smuji · Anmeldungsdatum: 17.07.2014 Beiträge: 6 Wohnort: Ffm

Hallo,

ich habe eine mehrteilige Aufgabe:

Ein Stahl-Kessel mit Volumen V=200L wird bei Raumtemperatur (20°C) mit Luft gefüllt (p0=1*10^5Pa), verschlossen und auf 480°C erhitzt. Der Längenausdehnungkoeffizient von Stahl ist alpha= 10*10^-6 (1/K)

a) Welches Volumen besitzt der Kessel nach dem Erhitzen ?
b) Welcher Druck stellt sich im Kessel ein? Berücksichtigen Sie dabei die Volumenänderung des Kessels.
c) Die Temperaturänderung ist in guter Näherung isochor. Betrachten Sie die Luft als ideales Gas, das aus zweitatomigen Molekülen besteht. Berechnen Sie die Entropieänderung des Gases durch den Aufheizprozess.

So, dann legen wir mal los.

a) deltaV=gamma * V1 * deltaT

gamma = 3*alpha = 3 * (10*10^-6(1/K) = 3*10^-5 (1/K)

V1= 200L = 0,2m^3

deltaT = 460°C = 460°K

deltaV = (3*10^-5 (1/K)) * 0,2m^3 * 460°K = 2,76-10^-3 m^3 = 0,00276m^3 = 2,76dm^3 = 2,76L + 200L = 202,76L = 0,20276m^3

b) p*V = v * R * T

p = (v * R * T)/V

v = p*V / R * T

v = 1*10^5Pa * 0,2m^3 / (8,314 J/mol*K) * 293°K = 8,210mol

R = 8,314 J/mol*K

p = (8,210mol * 8,314 J/mol*K * 753°K)/0,20276m^3 = 253492,95Pa

c) Hier komme ich nicht wirklich weiter....

Ich würde nun zu folgender Formel tendieren:

deltaS = C * ln(TEnde/TAnfang)

allerdings fehlt mir C (Wärmekapazität) woher bekomme ich diese ?

Ich hoffe dass a und b richtig sind ?!?

gruß smuji

Smuji · Anmeldungsdatum: 17.07.2014 Beiträge: 6 Wohnort: Ffm

so schwer die aufgabe ? 36 hits und 0 antworten ?!?

bin nun auf folgende formel gestoßen:

Cv= dU/dT weiß leider nicht wie ich dU erhalte...aber ich habe ebenso noch diese formel gefunden.

Cv= 0,5*f*v*R

nun ist die frage, wieviele freiheitsgrade hat mein 2 atomiges, ideales gas ?

wäre nett wenn mir jemand weiterhelfen könnte

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

Die Wärmekapazität für Luft findest Du z.B. hier:
http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_capacity#Table_of_specific_heat_capacities

Smuji · Anmeldungsdatum: 17.07.2014 Beiträge: 6 Wohnort: Ffm

diese kann ich aber auch errechnen.... die liste bringt mir in ner klausur nicht viel...

wieviel freiheitsgerade hat sie in meinem fall ? 5, odeR ?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

Ja (siehe Link oben unter Theorie).

Smuji · Anmeldungsdatum: 17.07.2014 Beiträge: 6 Wohnort: Ffm

danke