De zuiger is zelf massaloos en kan wrijvingsloos bewegen in de cilinder. Als er een drukverschil zou bestaan tussen de binnenkant en buitenkant zou de zuiger naar binnen of naar buiten geduwd worden en zou er een kracht uitgeoefend moeten worden om de zuiger op zijn plaats te houden. Dit is niet het geval waaruit we kunnen afleiden dat er geen drukverschil is tussen binnen en buiten en dat de druk in de cilinder dus gelijk is aan de druk buiten.
Opgave b
De algemene gaswet luidt
p·V = n·R·T
V = n·R·T/p
V = [n·R/p] · T
Bij constante druk en hoeveelheid zijn volume en temperatuur dus recht evenredig met elkaar. Het volume neemt toe van 2,5 L naar 7,5 L en wordt dus 3 keer groter. Dit betekent dat ook de temperatuur 3 keer hoger wordt. In situatie 1 was de temperatuur 273 K. In toestand 2 is de temperatuur dus 3·273 = 819 K. Afgerond op twee cijfers wordt dit 8,2·102 K.
Opgave c
Tijdens de overgang van toestand 2 naar toestand 3 veranderen de druk (p) en het volume (V). De temperatuur (T) en de hoeveelheid gas (n) blijven hierbij constant. Uit de algemene gaswet volgt
p = n·R·T / V
p = constante / V
Druk en volume zijn dus omgekeerd evenredig met elkaar. De grafiek hier hierbij hoort is geen rechte lijn maar een gebogen kromme zoals in de linker afbeelding hieronder te zien. Om het verloop nauwkeurig te kunnen tekenen kunnen er punten uitgerekend worden. Bijvoorbeeld: Als het volume halveert (van 7,5 L naar 3,75 L) zal de druk twee keer zo groot worden (2,0 bar). De kromme zal dus door het punt V = 3,75 L, p = 2,0 bar gaan.
Opgave d
Wat er gebeurt tijdens de overgang van toestand 3 terug naar toestand 1 wordt duidelijk als we één voor één de variabelen bekijken
p: gaat van 3,0 bar naar 1,0 bar
V blijft gelijk
T gaat van 819 K naar 273 K
n blijgt gelijk
Kortom: Tijdens deze overgang koelt het gas af en hierbij daalt de druk.
Opgave e
Zie rechter afbeelding hieronder.
Vraag over opgave "Kringproces"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers
Inloggen
Om vragen te kunnen stellen moet je zijn ingelogd.
