Stel ik neem een doorsnee duikfles van 7 liter en ik vul hem met perslucht tot 300 bar. Nu laat ik de lucht zo snel mogelijk ontsnappen. Doordat het gas expandeert wordt het kouder. Maar hoeveel kouder?

rob, 21 jaar
12 augustus 2009

luchtdruk.

ik wil een duikfles vullen tot 300 bar met perslucht uit een compressor.
ik wil de lucht uit de fles zo snel mogelijk laten ontsnappen.
in theorie wordt de lucht heel koud omdat deze expandeert....
klopt dit? en zo ja hoe koud wordt dit?

Antwoord

Het is moeilijk om uw vraag precies te beantwoorden.

Het gas koelt af omdat het arbeid levert op het omringende gas (duwt tegen de omgeving) en daardoor inwendige energie (dit is de kinetische energie van de deeltjes die de temperatuur bepaalt) verliest. Hoeveel arbeid een expanderend gas verliest hangt af van het gevolgde proces in het pV diagramma. Je kan immers op verschillende manieren van de ene toestand naar de andere gaan en dit resulteert in verschillende hoeveelheden geleverde arbeid.

We moeten dus een aantal veronderstellingen maken.

- Als het gas snel expandeert, is er weinig tijd om warmte uit te wisselen met de omgeving. We veronderstellen dat de expansie adiabatisch verloopt.

- We veronderstellen dat de ideale gaswet kunnen gebruiken. Vermits lucht bestaat uit kleine moleculen die geen sterke interactiekracht ondervinden, is de ideale gaswet is een vrij groot gebied geldig. 300 bar is wat op het randje, maar de fout die we maken is niet al te groot. Correcties zijn mogelijk, maar compliceren de berekeningen.

Voor een adiabatische expansie geldt pVγ= constant γ=1.4. We geven de grootheden voor de expansie een index 1 en na de expansie een index 2.Zie details in bijgevoegde figuur.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2019
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen