Inloggen

Gassen

CCVX Voorbeeldtentamen 3 | Opgave 2
Opgaven en antwoorden komen van de CCVX-website. Kom je er zelf niet zelf uit? Dan kun je hieronder je vraag stellen. Ook kun je hieronder eerder gestelde vragen over deze opgave vinden.

Vraag a

Omdat het om een afgesloten hoeveelheid gas gaat is gedurende het hele kringproces de hoeveelheid gas constant. Hoeveel mol gas dit is kunnen we uitrekenen met de algemene gaswet door de gegevens van één van de toestanden in te vullen. We lezen druk (p) en temperatuur (T) voor toestand A uit de grafiek af constant. Het volume (V) in toestand A staat in de vraag gegeven.

p·V = n·R·T

n = p·V / R·T

We vullen in (toestand A)

p = 300·103 Pa
V = 2,33·10-3 m3
R = 8,3145 (Gasconstante Binas tabel 7)
T = 700 K

We vinden dan

n = 0,120 mol

Vraag b

  1. In toestand A is de druk binnen in de cilinder 3,00·105 Pa. Uit de definitie van druk (p=F/A) volgt dan

    F = p·A

    F = 3,00·105 · 3,5·10-2

    F = 10500 N

    Afgerond werkt op de cilinder in toestand A een kracht van 10,5·103 N.

    (Als we rekening houden met de standaarddruk buiten de cilinder is de kracht een stuk kleiner. Het drukverschil tussen binnen en buiten zou dan 3,0·105 - 1,01325·105 = 1,9897·105 Pa zijn. De kracht is dan 1,9897·105 · 3,5·10-2 = 6963,95 N)
  2. In de opgave staat dat de overgang BC bij constant volume plaatsvindt. Dit betekent dat het volume in toestand B ook 7,00·10-3 m3 is. Vanaf toestand A naar toestand B is het volume dus toegenomen met

    7,00·10-3 m3 - 2,33·10-3 = 4,67·10-3 m3

    De afstand die de zuiger hiervoor naar achter is verplaatst is dan gelijk aan

    Δs = ΔV / A

    Δs = 4,67·10-3 / 3,50·10-2 = 0,13343 m

    Voor de verrichte arbeid vinden we dan

    W = F·s

    W = 10500 · 0,13343

    W = 1401 J

    Afgerond een arbeid van 1,40·103 J.

Vraag c

Overgang CD vindt plaats bij constante temperatuur. De overgang van C naar D is dus een overgang waarbij alleen p en V veranderen. Hiervoor geldt de wet van Boyle (p·V = constant). Er geldt dus

pD·VD = pC·VC

pD = pC·VC / VD

We vullen in

pC = 5,0·104 Pa (uit grafiek)
VC = 7,00·10-3 m3
VD = 2,33·10-3 m3 (zelfde als toestand A)

We vinden dan

pD = 1,5021·105 Pa

Afgerond is dit een druk van 1,50·105 Pa.

Vraag d

Zie afbeelding hieronder. Alle overgangen zijn rechte lijnen in het p,T-diagram

A→B: p constant dus horizontale lijn
B→C: V = constant dus langs rechte lijn door 0,0
C→D: T = constant dus verticale lijn
D→A: V = constant dus langs rechte lijn door 0,0

gassenccvx-1

Vraag over "Gassen"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Gassen

Over "Gassen" zijn nog geen vragen gesteld.