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Alt 06.02.2009, 10:03   #1   Druckbare Version zeigen
walter1001  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Hallo liebe Forenmitglieder,

ich muss beruflich folgendes Berechnen:

Ein Luftvolumen von 20 Litern wird von +85°C auf 0°C abgekühlt.

Welches Volumen habe ich dann bei 0°C ?

Ich danke für die Hilfe

Viele Grüße
walter1001
walter1001 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.02.2009, 11:01   #2   Druckbare Version zeigen
Joern87 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.390
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Wenn Druck und Stoffmenge konstant sind, dann gilt:

{ \frac{V_1}{V_2} = \frac{T_1}{T_2}}

soweit sich die Gase ideal verhalten...
__________________
mfg Jörn
Chemiker haben für alles eine Lösung!

Was macht Salz, wenn es pleite ist? Es geht in-Solvenz
Joern87 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.02.2009, 11:21   #3   Druckbare Version zeigen
walter1001  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

@Jörn

Herzlichen Dank für die Antwort
walter1001 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.02.2009, 11:27   #4   Druckbare Version zeigen
Tobee Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.500
Blog-Einträge: 4
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Hi!


Wie genau brauchst Du es denn?
Luft bei diesem Druck und der Temperatur verhält sich nicht ideal.

Grüße
Tobee ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.02.2009, 18:28   #5   Druckbare Version zeigen
walter1001  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Ich habe mir das Programm Laborant Chemiestation für Windows besorgt und wie folgt berechnet.

Meine Frage: Ist das so richtig ?

Gesamtvolumen Fass (Überlaufvolumen) 216,5 Liter
Eingefülltes Volumen: 200,0 Liter
= Verbleibendes Luftvolumen: 16,5 Liter

Einfülltemperatur: +85°C
Berechnungstemperatur: 0°C
= Temperaturdifferenz: 85°C

Berechnung des Restvolumens nach Gay-Lussac:

Luftvolumen bei +85°C: 16,5 Liter
Verbleibendes Luftvolumen bei 0°C: 12,58240 Liter

Berechnung des dann herschenden Duckes nach Boyle-Mariotte:

Druck bei 16,5 Litern, Standard Luftdruck: 1013 mBar
= Druck bei 12,58240 Litern: 772 mBar
= Druckdifferenz: 241 mBar
walter1001 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.02.2009, 16:06   #6   Druckbare Version zeigen
Tobee Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.500
Blog-Einträge: 4
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Hallo!


Das verstehe ich jetzt nicht ganz. Bei deinem Luftvolumen im Fass ändert sich doch das Volumen nicht. Das bleibt gleich, der Druck ändert sich. Also eine isochore Zustandsänderung.

Grüße
Tobee ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.02.2009, 16:18   #7   Druckbare Version zeigen
walter1001  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Ich muss für einen Kunden wissen, welcher Druck im Fassinneren herscht, wenn das Restvolumen von 16,5 Liter von 85° auf 0° abgekühhlt wird, da die Gefahr der Implosion des Gebindes droht.

Bin davon ausgegangen, dass sich das Gasvolumen bei Abkühlung reduziert und so den Druckverlust nach sich zieht.
walter1001 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.02.2009, 09:11   #8   Druckbare Version zeigen
Tiefflieger Männlich
Moderator
Beiträge: 5.446
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Achtung, hier werden drei verschiedene Volumina (ist das die Mehrzahl von Volumen?) betrachtet.
Zuerst einmal das Fassvolumen. Dieses dürfte ebenfalls temperaturabhängig sein, kann aber wahrscheinlich unberücksichtigt bleiben.
Dann das Volumen des eingefüllten Stoffes, ich vermute mal eine Flüssigkeit. Dieses Volumen dürfte bei Abkühlung von 85°C auf 0°C abnehmen. Bei Wasser müsste man evt. die Dichteanomalie berücksichtigen.
Durch das veränderte Volumen des eingefüllten Stoffes bleibt dem "Luftraum" über dem Medium mehr Platz nach der Abkühlung übrig => der Druck fällt. Gleichzeitig sinkt durch die Temperaturabnahme auch das Gasvolumen, welches sich in einem nochmals absinkenden Druck äußert.
Ich würde die Dichte des Füllgutes bei 85°C und bei 0°C bestimmen, daraus dann die Volumenänderung und dann den veränderten Druck.
__________________
Vernünftig ist, dass die politischen Spitzen, wenn sie miteinander sprechen, darüber sprechen, wie mit der Sache umzugehen ist, wie ernst Vorwürfe zu nehmen sind und wie man damit umgeht, Vorwürfe zu besprechen, zu klären, zu verifizieren oder aus der Welt zu schaffen. (2013 Regierungssprecher Seibert)
Tiefflieger ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.02.2009, 11:02   #9   Druckbare Version zeigen
walter1001  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Vielleicht nochmals zur Sachvehaltsklärung:

Der Kunde befüllt das Fass (Gesamtvolumen 216,5 Liter) mit einer Flüssigkeitiese wird bei +85° eingefüllt.

Es verbleibt also ein Luftvolumen von 16,5 Liter über der eingefüllten Flüssigkeit. Das Fass wird draussen gelagert, z. Zt. bei 0°C.

Die Reduzierung des Flüssigkeitsvolumens bei der Temperaturabsenkung kann unberücksichtigt bleiben.

Von Interesse ist nur das verbleibende Luftvolumen von 16,5 Litern bei +85°.
Um wieviel Liter reduziert es sich bei Abkühlung auf 0°C und welcher Druck herrscht dann im Fass ?
walter1001 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.02.2009, 12:15   #10   Druckbare Version zeigen
Tiefflieger Männlich
Moderator
Beiträge: 5.446
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

Ich denke unter den gegebenen Vereinfachungen dürfte gelten:
p1/p2=T1/T2

Wird also bei 85°C und 1013 hPa abgefüllt, so entsteht ein verbleibender Druck von 772 hPa, also ein "Druckabfall" gegenüber dem Umgebungsdruck von 240 hPa. Wenn ich mich nicht irre sind dies 0,24 bar. Das müsste eigentlich ein Fass (auch aus Kunststoff) aushalten.
__________________
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Tiefflieger ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.02.2009, 14:15   #11   Druckbare Version zeigen
walter1001  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
AW: Volumenberechnung Gase bei Temperatursenkung

@ Tiefflieger

Ganz herzlichen Dank für die Berechnung und die Information. Das hat mir sehr weiter geholfen.

Schöne Grüße
walter1001
walter1001 ist offline   Mit Zitat antworten
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