15
kPa 21 :
afgerond Pa
273 . 21 101300 21
,
0 2
2 = × = N =
N p
p
JK Kof 22Nm , K 1
293
m 0,003 m
120000N 2 3
=
×
⋅ =
= T V C p
L 4,2 m 0,0042 m
80000N
K K 278 22Nm , 1 NmK
22 , K 1
278 m 000N . 0 8
3 2
2
=
=
×
=
→
=
×
V V
bar 60 van
% 25
% 60 100 bar 15
15 = × =
6 Gassen en gaswetten.
Uitwerkingen Opgave 6.1
Opgave 6.2
Opgave 6.3 Gegeven:
JK C
T
p=80.000Pa; =278K; =1,22
Opgave 6.4
Dus 75% van het gas is verbruikt.
Opgave 6.5
Omdat p⋅ V =constant kun je zeggen dat de druk 6x zo groot wordt.
Opgave 6.6
Omdat p·V constant is moet de druk 5x zo klein wordt.
Opgave 6.7
Als de temperatuur bij een bepaald volume hoger wordt zal de druk hoger zijn. De isotherm voor een hogere temperatuur ligt dus hoger in het p-V-diagram.
De rode grafiek hoort bij de hogere temperatuur.
p(bar)
V(m3)
16
K 322 K 93 L 2 1,0
L 1 , 1
L 1,1 K 293
L 0 , 1
2
2 2 2 1 1
=
×
=
=
=
T
T T V T V
bar 4,4 bar 0 , K 4 293
K 323
K 323
p K 293
bar 0 , 4
2
2 2 2 1
1
=
×
=
=
=
p T p T
p
L 2 , 1 2 , 1
; K;
293 L;
0 , 1 bar;
0 ,
1 1 2 1 2 1
1= V = T = p = p V = ⋅V =
p
K 323
; K;
293 bar;
0 ,
4 1 2 1 2
1= T = V =V T =
p
K) ! J(kg 62 K) 4 J(kg 260 777 , 1 ) O H
( 2 klopt
Rs
= ⋅
× ⋅
=
3 3
3 2
5
m 1,2kg m 0 8
kg 4 , 6 9
kg 4 , 6 9 K) J(kg 287
JK 7659 2
JK 7659 K 2
293
m m 80 10 N 1,013
=
=
=
=
⋅
=
=
=
×
⋅
⋅ =
=
V ρ m
R m C
T V C p
s
JK R
p T
V =80m3; =293K; =1,013⋅105 Pa; s =287
Pa p
K K T
J mol
R ; 293 ; 105
) 314 (
,
8 = =
= ⋅
L 24,4 m
0,0244 10
293 314 , 8 mol
1
3
5 = =
= ×
= ⋅
⋅ →
=
=
p T V R
T V R p n
m m
Opgave 6.8 Gegeven:
Opgave 6.9 Gegeven:
Opgave 6.10
Na het samendrukken bij 293 K is de druk 2x zo hoog, dus 2 bar. Vervolgens wordt het volume 2x zo groot bij 2 bar. De eindtemperatuur moet dus ook 2x zo groot zijn, dus 586 K.
De gasconstante blijft uiteraard hetzelfde omdat het aantal deeltjes niet verandert.
Opgave 6.11
In 1 kg zuurstof gaan dus 32/18 = 1,777 x zo veel moleculen als 1 kg H2O.
Rs(H2O) moet dus 1,777 x zo groot zijn !
Opgave 6.12 Gegeven:
Opgave 6.13 Gegeven:
17
3 3 3
3 5
m 1,25kg m 1250 g m
0,0224 g 28,014
m 0224 , 10 0 013 , 1
273 314 , 8 ) 314 (
, 8
014 ,
2 28
=
=
=
=
=
=
⋅
= ×
= ⋅
→
=
= ⋅
=
m m m N
V M V m
p T V R
T R pV
K J mol R
mol M g
ρ
) 314 (
, 8
; 007 ,
14 R J mol K
MN
= ⋅
=
Pa p
K T
m K V
J kg
Rs 460 ( ); =1 3; =293 ; max =2310
= ⋅
g 17,1 kg 0,0171 K
Jkg 460
JK 88 , 7
K Jkg 460
JK Kof 7,88Nm K
293 m m 1
2310N 2 3
=
=
⋅
=
= ⋅
=
×
⋅ =
=
=
m R
T V C p
R m C
s s
% 40
% 25 100
10× =
Opgave 6.14 Gegeven:
Opgave 6.15
a) Volgens p·V = constant zou de druk 4 x 1200 = 4800 Pa worden.
b) Bij 20 0C is de maximale druk van waterdamp echter 2310 Pa.
De werkelijke einddruk is dus 2310 Pa en er treedt condensatie op.
c) Voor de maximale druk van de waterdamp maakt dat niet uit. De druk van de lucht zal 4 x zo groot worden.
Opgave 6.16 Gegeven:
Opgave 6.17
10 gram = van 25 gram
De relatieve vochtigheid bij een bepaalde temperatuur is gelijk aan het percentage van wat maximaal mogelijk is,
Opgave 6.18
3 3
max m
2g , 10 17 60 , 0
% 60 m en
17g = → = × =
= ρ
ρ Rh
Opgave 6.19
Volgens de afbeelding op blz. 98 is er sprake van onbehaaglijk vochtig.
Opgave 6.20
Bij 58 0C is de dampdruk 12210 Pa.
Je moet de druk boven de vloeistof dus verlagen tot deze waarde.
18
Opgave 6.21
Ethanol kookt bij 78 0C als de luchtdruk 1 bar bedraagt. Dat betekent dat de maximale dampdruk bij 78 0C gelijk is aan 1 bar.
Opgave 6.22
Bij ongeveer -48 0C is de maximale dampdruk van LPG 1 bar.
Dus het kookpunt van LPG is -48 0C.
Bij 40 0C is de druk in een LPG-tank ongeveer 17 bar.
Opgave 6.23
De kritische temperatuur is 374 0C en de kritische druk is 220 atm.
Dit betekent dat er boven de 374 oC geen water als vloeistof bestaat en dat je bij 374 0C waterdamp kunt omzetten in vloeistof, maar dat je dan een druk nodig hebt van 220 atm.
Opgave 6.24
In het verfblik is de concentratie aardgas groter dan de UEL-waarde en is sprake van een goede verbranding. Doordat er aardgas verbrand komt er steeds meer lucht in het blik en daalt het volumepercentage. Bij een gehalte kleiner dan 16 vol% aardgas wordt het mengsel explosief.
Opgave 6.25
Bij een gaskraan kun je de hoeveelheid gas regelen. Omdat het gas vrij uitstroomt in de lucht zit je altijd boven de UEL-waarde. Al het uitstromende gas wordt omgezet.
Opgave 6.26 20% van 90% = 18%
percentage O2 = 18%
