Wärmelehre.- Dichte < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 21:41 So 04.03.2007 | | Autor: | Schwip |
| Aufgabe | | Welche Dichte hat das in einer Druckflasche eingeschlossene Wasserstoffgas bei 20°C und 14,7 MPa Überdrück? |
Hallo,
Ich habe schwierigkeiten bie der Lösung dieser Aufgabe, zu erst brauche ich den Wert vom Volumen, also ich habe folgende Folmel dafür verwendet:
P*V=m*R*T
Rwasserstoff= 4124,2 J/KgK
T=20°C+273= 293K
P=14,7 MPa= 147 x [mm] 10^{5} [/mm] N/m{2}
aber ich habe keine Mase! wie Kalkuliere ich die Mase?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 02:39 Mo 05.03.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
wahrscheinlich musst du mit der Molmasse von 2g/mol arbeiten, oder du kennst die Dichte von [mm] H_2 [/mm] bei Normaldruck aus ner Tabelle.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:21 So 11.03.2007 | | Autor: | Schwip |
Hallo,
Ich bin total ratlos, darf man die Masse in Kg/Mol in der Formel benuzten? Wie sieht das Erbegniss aus? in [mm] Kg^{3}/Mol??
[/mm]
Wie kann ich die Dichte kalkulieren? mit: [mm] v=\bruch{V}{m}, [/mm] wo v= spezifisches Volumen
oder mit
p= [mm] \bruch{m}{V} [/mm] wo p= Dichte
Ich weiss nicht weiter, kann mir bitte jemand ein paar Tips geben?
Danke!
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Hallo Schwip,
Du hast weder die Masse des Gases noch dessen Volumen, dennoch kannst Du den Quotienten aus beiden ausrechnen, der ja die Dichte ist.
Dein erster Ansatz mit der allg. Gasgleichung war ja schon mal richtig:
p * V = n * R * T
[mm]\bruch{p}{R * T}[/mm] = [mm]\bruch{n}{V}[/mm] | n = [mm]\bruch{m}{M}[/mm]
[mm]\bruch{p}{R * T}[/mm] = [mm]\bruch{m}{V * M}[/mm]
[mm]\bruch{p * M}{R * T}[/mm] = [mm]\bruch{m}{V }[/mm] = rho
jetzt nur noch die passenden Einheiten einsetzen, dann hast Du's.
LG, Martinius
P.S. 1 Leduarts Ansatz war also richtig.
P.S. 2 Deine allgemeine Gaskonstante sieht mir etwas seltsam aus. R = 8,3144 J/(mol*K). Da gibt's keinen speziellen Wert für Wasserstoff.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:30 So 11.03.2007 | | Autor: | Schwip |
Hallo Martinius,
besten Dank für deine Hilfe,
den Wert von R habe ich mit folgender Formel kalkuliert:
[mm] R=\bruch{R_{m}}{M}=\bruch{8314,4}{2,016}=4124,2 [/mm] J/Kg K.
Soll ich den Wert von 8314,4 J/Mol K in die Formel einsetzen oder den Wert von 4124,2 J/KgK?
Mit dem Wert von 4124,2 bekomme ich die Lösung: 24,51 [mm] Kg/m^{3}, [/mm] diese Lösung kann nicht richtig sein, denn es ist für Wasserstoff so groß!
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Hallo Schwip,
die allgemeine Gaskonstante R heißt allgemein, weil man sie für alle Gase einsetzen kann. Eine Rechnung wie deine habe ich noch nie gesehen.
In die allg. Gasgleichung gehört nur R eingesetzt, wobei Du dich aber da um den Faktor 1000 vertan hast.
Der Wert von R = 8,3144 J/(mol * K).
Wenn ich die Dichte von [mm] H_{2} [/mm] unter dem Druck von 145 bar ausrechne, bekomme ich 12,07 [mm] kg/m^{3} [/mm] heraus.
Wasserstoff unter Atmosphärendruck hat bei 20°C etwa eine Dichte von 80 [mm] g/m^{3}.
[/mm]
LG, Martinius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:31 So 11.03.2007 | | Autor: | Schwip |
Hallo nochmal,
wenn ich die 14,7 MPa in Pa umrechne (um das Ergebnis von Dichte in [mm] kg/m^{3} [/mm] zu bekommen) ist das Ergebnis: [mm] 147*10^{5} N/m^{2} [/mm] wenn ich diese Werte in die Formel einsetze sieht es so aus:
[mm] \bruch{(147*10^{5})* 2,016 kg/mol }{(8,3144 Nm/mol K) 293K}=12,164.92 kg/m^{3}
[/mm]
das Resultat ist so groß!
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Hallo Schwip,
unsere Werte unterscheiden sich nur durch einen Rundungsfehler von meiner Seite aus. Aber, da wir nur 3 signifikante Ziffern haben, darf man bei seinem Ergebnis eigentlich auch nur 3 signifikante Ziffern angeben. D. h., der Wert für die errechnete Dichte beträgt:
rho = 12,2 [mm] kg/m^{3}
[/mm]
Ich hab eben mal im Netz nachgeschaut und da stand ein Wert für die Dichte von flüssigem [mm] H_{2} [/mm] bei ca. 20 K :
[mm] rho_{H_{2,l}} [/mm] = 70,79 [mm] kg/m^{3}
[/mm]
D. h., Du hättest durchaus noch etwas Spielraum für eine Kompression.
LG, Martinius
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