Hoe gedraagt de druk in een cst volume zich bij een temperatuurstijging?

Antwoord

Dag Wesley

Voor een ideaal gas geldt dat de druk p (bijv. uitgedrukt in Pascal) omgekeerd evenredig is met het volume (bijv. uitgedrukt in m³) en recht evenredig is met de temperatuur T (uitgedrukt in Kelvin - NIET in Celsius!). Met andere woorden, bij een constant volume mag je dan aannemen dat de verhouding p/T constant is. Zoals gezegd moet temperatuur wel in Kelvin uitgedrukt worden, d.i. het aantal graden Celsius + 273.15 (bijv. 20°C = 293.15 K). Op die manier kan je, indien je een referentiewaarde hebt voor druk en temperatuur, de bandendruk voorspellen bij andere temperaturen indien het volume constant blijft. Als je die referentie-toestand niet hebt, kan je de volledige gaswet toepassen: p*V=n*R*T, met V het volume, R de gasconstante (8.314 J/(K.mol)) en n het aantal gasmolecules, typisch uitgedrukt in mol.

De ideale gaswet is de meest eenvoudige wiskundige beschrijving van het gedrag van een gas, maar om dit te kunnen toepassen moet het gas voldoen aan een aantal voorwaarden. Een ideaal gas bestaat uit molecules die verwaarloosbaar klein zijn ten opzichte van het totaalvolume ingenomen door het gas en die verwaarloosbaar kleine krachten uitoefenen op andere molecules. Bovendien zijn alle botsingen tussen gasmolecules onderling en tussen de molecules en de wand van het volume elastisch (d.i. kinetische energie blijft behouden gedurende een botsing). Wees gerust: in de meeste praktische toepassingen is hieraan voldaan en ik vermoed bij jou dus ook wel. Er bestaan echter ook iets moeilijkere modellen om het gedrag van gassen te kwantificeren, zoals de Vanderwaals-vergelijking of de Redlich-Kwong-vergelijking. Ik geef dit maar mee voor de volledigheid.

Wat je toepassing betreft: ik ben er niet zeker van je mag aannemen dat je band een constant volume aanhoudt. Afhankelijk van de belasting op de (rubberen?) band kan die wel degelijk vervormen en dus een volumeverandering ondergaan. Afhankelijk van de aard en grootte van die belasting is die verandering van volume mogelijks verwaarloosbaar...

Veel succes!

Met vriendelijke groeten

Laurent De Moerloose