Wet van Boyle

Opgave a

Het verband tussen druk en volume en volgt uit de algemene gaswet (BINAS tabel 35-C3)

p·V = n·R·T

Bij constante hoeveelheid gas (n) en de temperatuur (T) volgt hieruit

p·V = constant

Deze formule wordt ook wel de wet van Boyle genoemd. Voor de druk geldt dus

p = constante · 1/V

Tussen druk en volume bestaat dus een omgekeerd evenredig verband (bij constante hoeveelheid gas en temperatuur).

Opgave b

Bij een omgekeerd evenredig verband geldt dat als het volume 5 keer zo klein wordt, de druk 5 keer zo groot wordt. Bij een volume van 50 ml is de druk gelijk aan 1,0 bar. Bij een volume van 10 ml zou de druk dus 5 keer zo groot moeten zijn. 5,0 bar dus.

Opgave c

Volgens de grafiek is de druk bij 10 ml gelijk aan 3,75 bar en geen 5,0 bar. Als dit door meetonzekerheid zou komen zou dit wel een erg grote afwijking. De andere meetpunten zouden dan ook een dergelijke meetonzekerheid moeten vertonen. Sommige meetpunten zouden dan te hoog moeten zijn, anderen te laag. Dit is duidelijk niet zo. De punten volgen keurig een vloeiende kromme en zijn niet willekeurig te hoog of te laag. Aan de vloeiende grafiek is dus te zien dat het niet door meetonzekerheid komt.

Wanneer we een grafiek tekenen op basis van de wet van Boyle (blauwe lijn in de grafiek hieronder) wordt helemaal duidelijk dat het geen meetonzekerheid is. Alle meetpunten liggen onder de te verwachten waarde. Er is hier duidelijk sprake van een systematische fout en geen meetonzekerheid.

Opgave d

We noemen het volume wat er teveel is ten opzichte van het door de spuit aangegeven volume 'x'. Het volume wat hoort bij een druk van 1,0 bar is dan geen 50 ml maar (50 + x) ml. Het volume wat hoort bij een druk van 3,75 bar is dan geen 10 ml maar (10 + x) ml. Een verkleining van het volume van (50+x) naar (10+x) resulteerd dus in een 3,75 keer zo hoge druk. Er geldt dus

(50+x) / (10+x) = 3,75

(50+x) = 3,75·(10+x)

50 + x = 37,5 + 3,75x

12,5 = 2,75x

x = 4,54545

Afgerond op twee cijfers geldt dus dat het volume 4,5 ml groter is dan aangegeven op de spuit.

Vraag over opgave "Wet van Boyle"?

Typ hier je vraag

Stel je vraag     Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers