Energiezufuhr b. Gas in Gasflasche [thermo aufgabe anfänger]

diekleinefee · Anmeldungsdatum: 05.08.2006 Beiträge: 5

hi leute, hab ein kleines Problem mit einer Aufgabe, bei der ich einfach nicht weiterkomme.

In einer Stahlflasche befinden sich 20l Stickstoff bei einer Temperatur von 27°C und einem Überdruck von 10bar. Durch Sonneneinstrahlung wird dem Stickstoff eine Energie von 3kJ zugeführt. Der Luftdruck der Umgebung beträgt 1 bar.

Hinweise:

das Volumen der Flasche sei konstant

Stickstoff kann als ideales Gas angesehen werdenStoffdaten:

a) Wie ändern sich innere Energie, die temperatur und die Enthalpie des Flascheninhalts?

innere energie u war kein problem:

du=dw+dq dw ist hier 0 da isochor, daher du = dq = 3kj
mein Problem is die Temperatur:

über rv=RT komm ich nicht drauf, da ja die Masse fehlt und das Volumen v 20 l bringt mich nicht weiter, da ich keine Dichte gegeben hab. Über R und Rn2 kann ich doch nur die molare Masse M berechnen!
Hab mir dann gedacht über dass es über die isochore Wärmekapazität geht:

cv= du/dt
(t2-t1)=du /cv mit cv = cp - Rn2
als Ergebnis erhalte ich dann aber 4,26 K. Es sollten aber insgesamt K = 317,44 K rauskommen. Also 317,44 - (273+27) = 17,44

Über p2/p1 = T2/T1 funktioniert das Ganze auch nicht, da ich den Druck p2 nicht hab!

Wo liegt das Problem meines Rechenwegs und was gäbe es alternativ?

Als Folge kann ich dann auch die nächste Teilaufgabe c nicht lösen:
Welche Masse Stickstoff muss abgelassen werden damit der ursprüngliche Druck von 10 bar wiederhergestellt wird?

Wäre echt super wenn sich da jemand auskennt!
bin halt noch eine thermo neuling:)

julia

[titel und kleinere typos/formatierung, para]

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

diekleinefee · Anmeldungsdatum: 05.08.2006 Beiträge: 5

ok. hab jetzt die masse berechnet. aber wie komm ich jetzt auf die temperatur?
pv=mRT

hab gemerkt, dass ich ja auch den neuen druck für die neue temperatur nicht habe.
was ist an dem ansatz mit cv falsch?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

In deinem Ansatz mit der isochoren spezifischen Wärmekapazität

fehlt die Masse m, er muss heißen:

(Wenn du diese Gleichung in der Form

hinschreibst, kommt sie dir vielleicht noch schneller bekannt vor).

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Wie groß ist denn die Masse m, die du herausbekommen hast, und was bekommst du damit nun für eine Temperaturdifferenz?

Wenn ich das selber mal ausrechne und mit deinem erwarteten Ergebnis vergleiche, dann komme ich außerdem zu dem Schluss, dass mit einem "Überdruck von 10 bar bei einem Außendruck von 1 bar" wohl ein Anfangsdruck in der Flasche von

p = 1 bar + 10 bar = 11 bar

gemeint war.

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Übrigens: Manchmal muss man beim Schreiben und Lesen der Bezeichnungen in den Gleichungen etwas mit der Klein- und Großschreibung aufpassen. Große Buchstaben, z.B.

und

, meinen die innere Energie bzw. das Volumen selbst, kleine Buchstaben, z. B.

und

, meinen die innere Energie bezogen auf die Stoffmenge 1 Mol bzw. das Molvolumen.