Fysik
Volumen-arbejde
Fra min kemi-eksamen men mere et fysisk spørgsmål. Man definerer entalpi for at slippe for volumen-arbejde:
H = Eindre + p * V
Og dermed:
deltaH = deltaEindre + p * deltaV (ved konstant tryk)
Men det netop det her konstant tryk, som jeg har svært ved at forstå. For lad os tage en kemisk reaktion, hvor der udvikles gas:
Katalyse af H2O2:
H2O2(aq) -> H2(g) + O2(g)
Der uvikles strakt en mængde gas, som giver et vist indre tryk Pindre. For at finde det samlede arbejde, som udvidelsen giver skal man vel integrere over trykket som funktion af V, som jo kan findes med idealgasligningen, og dermed giver det ikke mening for mig.
Eller skal formlen A = p * deltaV forstås således, at p repræsenterer det ydre tryk som laver et arbejde modsat trykudvidelsen? Og da omgivelserne kan opfattes som et kæmpebassin, der ikke udvider sig eller bliver varmet op pga. systemet, så er arbejdet fra omgivelserne på volumenudvidelsen netop:
A = p * deltaV (evt. med et minus-tegn afhængig af om man regner energien ud af systemet positiv eller negativ.)
Svar #1
12. juni 2011 af peter lind
jeg kender ikke til entalpi i forbindelse med kemi. Generelt er det et kompleks begreb, som er forenklet i din beskrivelse. Ved gasser der udvider sig er A det arbejde som gassen udøver på sine omgivelser. Omgivelserne kan selvfølgelig også udføre et arbejde på gassen; men det er en anden sag.
Svar #2
12. juni 2011 af arto460 (Slettet)
Jeg indrømmer at mit spørgsmål alligevel trækker lidt på traditioner fra kemien, og at jeg nok ikke udtrykte mig klart nok.
Men mit problem er og bliver det samme.
I kemi definerer man entalphien H = Ei + p*V. Derved slipper man for regne på volumenudvidelser, når man vil regne sig frem til den varmemængde, som en kemisk reaktion afgiver (negativ eller positiv).
Der står, at der ved konstant tryk gælder:
deltaH = deltaEi + p*deltaV
Hvilket jo er klart nok matematisk. MIT PROBLEM ER BARE, AT JEG IKKE KAN SE, HVORDAN I ALVERDEN EN UDVIDELSE NOGENSINDE SKAL KUNNE FOREGÅ VED KONSTANT TRYK?
Selvom det måske er kemi, der er udgangspunktet, så er princippet vel det samme for f.eks. adiabatisk udvidelse.
Lad mig sige, hvordan jeg ser tingene, og så kan du påpege, hvad er galt med min opfattelse af tingene.
1) Når et system udvider sig, er det fordi det indre tryk er større end de ydre. Der må gælde, at det tryk som systemet netto udøver på omgivelserne er lig Pindre - Pydre. Og dermed det arbejde, som det udfører ved en udvidelse:
dA = d(Pindre - Pydre) * dV
Således, at man skal integrere for at finde det samlede arbejde.
Svar #3
12. juni 2011 af peter lind
Det du spørger om er et kemisk eller fysik forsøg kan foregå ved konstant tryk. Det kan sagtens lade sig gøre. Du kan for eks. have en cylinder med et bevægeligt stempel og et lod på. Ændringer i rumfanget eller andet for den sags skyld, vil ikke ændre trykket. Det vil være givet ved stemplet og loddet på det.
Det arbejde der er tale om vil normalt være gassens arbejde som vil være P*dV , hvor P er trykket af gassen. Der indgår altså ikke det ydre tryk. Omgivelserne kan godt udføre et stykke arbejde på gassen; men det er en anden sag. Omgivelsernes arbejde er så givet tilsvarende som PdV hvor P er trykket af omgivelserne og dV erændringen af omgivelsernes rumfang
Svar #4
12. juni 2011 af goathunter (Slettet)
Ja som 3# kan man bare sørge for at trykket er konstant, det hedder en reaktion langs en isobar http://en.wikipedia.org/wiki/Isobaric_process
Skriv et svar til: Volumen-arbejde
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.