Fysik

Temperaturstigning af atmosfærisk luft, der opvarmes, i et letbevægeligt stempel

17. marts 2023 af Læsepadden - Niveau: B-niveau

Hej SP

Jeg sidder med en fysikaflevering, hvor en af opgaverne lyder: En varmeisoleret beholder er lukket med et letbevægeligt stempel med arealet 15,7 cm^2. Beholderens længde er 100 cm. I beholderen er der atmosfærisk luft med tryk på 1 atm. Udenfor beholderen er temperaturen 20 grader celcius. Ved hjælp af en glødetråd opvarmer vi luften i beholderen langsomt, så dens temperatur stiger, og luften udvider sig ganske langsomt. Når stemplet har flyttet sig 12,3 cm standser vi opvarmningen.

Jeg har beregnet stofmængden, som jeg fik til 0.06530382570 mol og det arbejde den omgivende luft laver på stemplet som jeg fik til -19.56687075 Joule (det er negativt fordi stemplet bevæger sig ud mod den omkringliggende luft). 

Jeg er nu nået til en opgave som lyder: Hvor meget stiger temperaturen for den indespærrede atmosfæriske luft under processen?

Jeg ved at jeg skal bruge idealgasligningen, hvor t skal isoleres, men er i tvivl om hvordan, ordi trykket vel ændrer sig, når luften i beholderen ændrer sig? skal jeg ud i Gay-Lussacs lov i stedet?

Så mit spørgsmål er hvilken formel jeg skal bruge, for jeg er ret forvirret.

Håber der er nogen som kan hjælpe (-:


Brugbart svar (0)

Svar #1
17. marts 2023 af peter lind

Du er altså meget uklar. Beholderen har længden 100 cm. Er det ikke der hvor stemplet er standset og beholderen i sig selv er meget større ?. Hvis stemplet kan flyttes er trykket stadig 1 atm. Du har så trykket, rumfanget og antal mol. Så kan du beregne temperaturen af idealgasligningen.

Vedlæg altid den originale opgave som billedfil. Så undgår du misforståelser.


Svar #2
17. marts 2023 af Læsepadden

Jeg troede at trykket steg, når temperaturen steg, så det var nok der misforståelsen var sket. Vedhæfter billede næste gang...


Brugbart svar (1)

Svar #3
17. marts 2023 af Eksperimentalfysikeren

Når temperaturen stiger, stiger trykket, hvis stemplet ikke flytter sig, men da stemplet er letbevægeligt, vil det flytte sig så meget, at trykket inde i beholderen stadig er 1atm.

Din argumentation om fortegnet af energien er forkert. Luften presses tilbage, det kræver et positivt arbejde. Derudover angiver d alt for mange cifre. Du skal ud fra antallet af betydende cifre i de opgivne tal finde ud af, hvor mange cifre, resultatet skal have.

Du behøver ikke af regne stofmængden ud. Du har kun brug for at vide, at den er uændret.

Du har, at PV = nRT. Saml de konstante led på højre side og de variable på venstre side. Skriv ligningen op med værdierne før opvarmningen og med værdierne efter opvarmningen, hvor T er ukendt i sidste tilfælde. Da begge venstresiderne er lig med den samme højreside, er de lig med hinanden. Det bruger du til at finde T efter opvarmningen.


Skriv et svar til: Temperaturstigning af atmosfærisk luft, der opvarmes, i et letbevægeligt stempel

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.