Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


5v ng & nt werkboek 3 40 gassen 5 De eerste hoofdwet Opgave 1

Dovnload 3.94 Mb.

5v ng & nt werkboek 3 40 gassen 5 De eerste hoofdwet Opgave 1



Pagina1/4
Datum17.10.2018
Grootte3.94 Mb.

Dovnload 3.94 Mb.
  1   2   3   4

5V NG & NT werkboek 3 40 gassen

5 De eerste hoofdwet

Opgave 1

In figuur 5-1 wordt een door een zuiger afgesloten hoeveelheid lucht verwarmd door een brander. Het oppervlak van de zuiger is 20 cm2. Aan het begin is de temperatuur van de lucht 293 K en het volume 2,5 dm3. Men wil door de lucht te verwarmen een voorwerp een eindje optillen. De massa van de lucht onder de zuiger is 19 g.

a Leg uit waarom tijdens dit verwarmen de druk van het gas constant is.

b Als de druk boven de zuiger 1,0 105 Pa bedraagt, bereken dan de druk van de afgesloten lucht.

c Welke energie-omzetting vindt er plaats?

Veronderstel dat de temperatuur van de lucht 200 K gestegen is.

d Bereken hoeveel warmte de lucht heeft opgenomen.

e Bereken het volume van de lucht na het verwarmen.

f Bereken hoeveel de zuiger omhoog is geduwd. fig 5-1

g Bereken de arbeid die de kracht van de lucht op de zuiger verricht heeft.

h Bereken de toename van de zwaarte-energie van het gewicht.

i Bereken het rendement van deze energie-omzetting.

j Leg uit dat het rendement van deze energie-omzetting nooit 100% kan zijn.

Als men de lucht afkoelt kan men het hele proces herhalen.

In deze opgave is warmte aan de lucht toegevoerd. Deze warmte (Q) is gebruikt om:



In formulevorm: Q =ΔEbew + ΔEpot + Wu of: Q =ΔEinw + Wu
Men noemt dit de eerste hoofdwet van de warmteleer.

In deze opgave heb je kennis gemaakt met een eenvoudige uitvoering van een warmtemotor Door warmte aan een gas toe te voeren zet het uit en kan men het arbeid laten verrichten. Door het gas daarna weer af te koelen kan men het proces herhalen. Men laat het gas een kringloop doorlopen

De term Wu in de eerste hoofdwet geeft de arbeid die men het gas kan laten verrichten.
Er zijn veel soorten warmtemotoren.


In de volgende opgave zullen we een mogelijk kringproces onderzoeken.

Opgave 2

In figuur 5-2a is een afgesloten hoeveelheid stikstof gegeven. De buitendruk bedraagt

10 N/cm2. Het volume van de afgesloten stikstof bedraagt 3,0 dm3 en de temperatuur is 300 K.

Het gewicht van de zuiger mag je verwaarlozen.

fig 5-2

Op de zuiger wordt een voorwerp van 200 N gezet.

a Bereken de druk van de stikstof. Je mag aannemen dat de temperatuur constant blijft.

b Bereken het volume van de stikstof.

c De stikstof wordt verwarmd tot 600 K. Bereken het volume.

d Het voorwerp wordt van de zuiger afgehaald. Bereken het volume.

e Het gas wordt weer afgekoeld tot 300 K zodat het volume weer 3,0 dm3 is. Hoe groot is nu de druk?

Het stikstof is weer in de uitgangspositie terug.


  1   2   3   4

  • E bew
  • Q =ΔE

  • Dovnload 3.94 Mb.