I.Oefenvragenmethetomrekenenvandrukken

1. RekenomvanPanaarhPa/kPa(rondafopééndecimaal).

a) 101.000Pa=…………………kPa f)8.999Pa=…………………kPa

b) 103.500Pa=…………………kPa g)5.750Pa=…………………kPa

c) 99.850Pa=…………………kPa h)64.780Pa=…………………kPa

d) 98.990Pa=…………………hPa i)78.000Pa=…………………hPa

e) 100.700Pa=…………………hPa j)9.999Pa=…………………hPa

2. RekenomvankPanaarPa(gééndecimalen).

a) 100,0kPa=…………………Pa f)8,7kPa=…………………Pa

b) 103,5kPa=…………………Pa g)1,5kPa=…………………Pa

c) 99,87kPa=…………………Pa h)6,8kPa=…………………Pa

d) 101,6kPa=…………………Pa i)0,07kPa=…………………Pa

e) 100,77kPa=…………………Pa j)0,46kPa=…………………Pa

3. Rekenomvanbar/millibarnaarPa/kPa(rondkPaafopééndecimaal,Pagééndecimalen).

a) 1,04bar=…………………Pa f)1,10bar=…………………kPa

b) 0,98bar=…………………Pa g)1,040bar=…………………kPa

c) 1,07bar=…………………Pa h)0,975bar=…………………kPa

d) 1.050mbar=…………………Pa i)1.140mbar=…………………kPa

e) 990mbar=…………………Pa j)1.000mbar=…………………kPa

4. RekenomvanPa/hPa/kPanaarbar/millibar(rondafoptweedecimalen).

a) 98,56kPa=…………………bar f)4.650Pa=…………………mbar

b) 102,4kPa=…………………bar g)7.890Pa=…………………mbar

c) 97,9kPa=…………………bar h)1.000hPa=…………………bar

d) 100,8kPa=…………………bar i)1.105hPa=…………………bar

e) 99,9kPa=…………………bar j)987,5hPa=…………………bar

Oefenmateriaal

II.Oefenvragenmethetaflezenvandrukken

5. Leesdevolgendemanometerszonauwkeurigmogelijkaf.VergeetnietomdeeenheiderduidelijkbijtezeOen!

a)

b)

c)

d)

III.OefenvragenmetdebuisvanTorricelli

6. WegebruikeneenbuisvanTorricelliomdeluchtdruktemeten.Erzitkwikindebuisendehoogtevandekwikkolomis0,77m.Berekendeluchtdruk(inkPametééndecimaal).

7. WegebruikeneenbuisvanTorricelliomdeluchtdruktemeten.Erzitkwikindebuisendeluchtdrukis1,03bar.Berekendehoogtevandekwikkolom(incmmetééndecimaal).

8. WaterisnietzogeschiktvoordebuisvanTorricelli.SteljewilttóchwatergebruikenomdeluchtdruktemetenmeteenbuisvanTorricelli.Hoelangmoetdebuisdanminimaalzijnbijeenluchtdrukvan101.500Pa?(inmmetééndecimaal,neemwatervan4℃).

9. WegebruikeneenbuisvanTorricelliomdeluchtdruktemeten.ErzitkwikindebuisendehoogtevandekwikkolomsYjgtbinneneenpaardagenvan0,75cmnaar0,78cm.Berekendetoenamevandeluchtdruk(inPametééndecimaal).

10. KwikisinfeitedeenigevloeistofdiegoedwerktindebuisvanTorricelli,omdatdedichtheid(desoortelijkemassa)vankwikzohoogis.Salpeterzuurhee]eenhogeredichtheiddanwater,maarisnoglangnietzo‘zwaar’alskwik.AlswesalpeterzuurindebuisvanTorricellizoudengebruiken,werddevloeistoaolom6,93mhoogbijeenluchtdruk102kPa.Berekendedichtheidvansalpeterzuur(inkg/m3enindewetenschappelijkenota?emetééndecimaal).

hoogtevandevloeistoaolom

vloeistof

BuisvanTorricelli

Algemeneaanwijzingenvraag6t/m10.

BijdebuisvanTorricelligebruikenwealYjddezeformule:p= dedrukinPa.ρ(Rho)= dedichtheidvandegebruiktevloeistofinkg/m3.Ditismeestalkwik.Dichthedenvan

vloeistoffenvindjeintabel5.3vanhetoranjeboekjeopbladzijde40.h= dehoogtevandevloeistoaolominm.g= versnellingvandezwaartekracht;wijgebruikenhiervooreenvastgetal:9,81

p = ρ ⋅h ⋅g

IV.Oefenvragenmetdevloeistofmanometer(U-buis)

11. WesluiteneenmetpetroleumgevuldeU-buisaanopeengastank.Hethoogteverschiltussendepetroleumspiegelsis760mm.Hetpetroleumstaataandekantvandegastankhethoogst.Deluchtdrukis1,02bar.

a) IsdedrukdiedeU-buisaangee]eenonder-ofeenoverdruk?b) BerekendedrukdiedeU-buisaangee](inkPametéén

decimaal).c) BerekendeabsolutedrukvanhetgasindetankinkPa(inkPa

metééndecimaal).

12. WesluiteneenmettetragevuldeU-buisaanopeengastank.Hethoogteverschiltussendetetraspiegelsis50cm.Detetrastaataandekantvandegastankhetlaagst.Deluchtdrukis99.800Pa.

a) IsdedrukdiedeU-buisaangee]eenonder-ofeenoverdruk?b) BerekendedrukdiedeU-buisaangee](inkPametéén

decimaal).c) BerekendeabsolutedrukvanhetgasindetankinkPa(inkPa

metééndecimaal).

13. Wesluiteneenvloeistofmanometeraanopeengastank.Hethoogteverschiltussendevloeistofpiegelsis430mm.Devloeistofstaataandekantvandegastankhetlaagst.Deluchtdrukis103,00kPaendeabsolutegasdrukis108,33kPa.

a) IsdedrukdiedeU-buisaangee]eenonder-ofeenoverdruk?b) BerekendedrukdiedeU-buisaangee](inkPametéén

decimaal).c) WelkevloeistofziterindeU-buis?

Algemeneaanwijzingenvraag11t/m16.

Bijdevloeistofmanometer(U-buis)gebruikenwedezeformuleomdeoverdrukofonderdrukuitterekenen:p= deoverdrukofonderdrukinPa.ρ(Rho)= dedichtheidvandegebruiktevloeistofinkg/m3.Dichthedenvanvloeistoffenvindjein

tabel5.3vanhetoranjeboekjeopbladzijde40.h= dehoogtevandevloeistoaolominm.g= versnellingvandezwaartekracht;wijgebruikenhiervooreenvastgetal:9,81

Bijoverdrukgeldt:overdruk+luchtdruk=absolutedruk(pover+pbuitenlucht=pabsoluut)Bijonderdrukgeldt:onderdruk+absolutedruk=luchtdruk(ponder+pabsoluut=pbuitenlucht)

p = ρ ⋅h ⋅g

gastank

760mm

petroleum

gastank

50cm

tetra

gastank

430mm

?

14. Iemandsluiteenvloeistofmanometeraanopeenpropaangastank.Deluchtdrukis1,013bar.Dedichtheidvanpropaanis2,02kg/m3(bij273K).DeU-buisisgevuldmetaceton.Devloeistofspiegelsstaanevenhoog.

Berekendedrukindepropaangastank(inkPametééndecimaal).

15. WesluiteneenmetwatergevuldeU-buisaanophetaardgasnet.Deoverdrukinhetaardgasnetis40mbar.BerekenhethoogteverschiltussendetweewaterspiegelsindeU-buis(incmmetééndecimaal).

16. Iemandcontroleertzijnbandenspanningbijdebenzinepomp.Detweedefotogee]aanwathijopdemanometerziet.

a) Leesdemanometerzonauwkeurigmogelijkaf.VergeetnietomdeeenheiderbijtezeOen.b) Demanometergee]infeiteeenoverdrukaan,dusnietdedrukindebandzelf.Steldatde

buitenluchtdrukprecies1,0baris;watisdandeabsolutedrukindeband(inbarmetééndecimaal)?

c) OpdederdefotoziejedeinstrucYesYckerdiebijdezeautoaandebinnenkantvandebenzineklepzitgeplakt.Moeternouluchtbij,ofmoeterjuistluchtuitdeband?

.

aceton

V.Oefenvragenoverdetheorievandampenengassen

17. Leguitwathetverschilistussendampengas.

18. Verklaarhoehetkandatdewasbuitendroogt,terwijlhetwaterindekledinggeen100℃wordt.

19. Noemvierverdampingsfactorendiedesnelheidvanhetverdampingsproceskunnenbeïnvloeden.

20. WaaromgaathetneOoverdampingsproceslangzameralserverzadigingoptreedtbovendevloeistof?

21. AlsjeeenlaagjewaterineenglasdoetenjedekthetglasafmetplasYcfolie,zalhetlaagjewaterdanhelemaalverdampen?Legjeantwoorduit.

22. Verklaarwaaromerineencompressorsomseenlaagjewaterzit.

VI.OefenvragenmetdewetvanBoyle

23. Ineencilinderbevindtzich2,0dm3onverzadigdewaterdampmeteendrukvan1,20kPaeneentemperatuurvan40°C.Weverkleinenhetvolumebijconstantetemperatuurtot0,4dm3. Watisdeeinddrukvandewaterdampindecilinder?(inkPamettweedecimalen).

24. Ineencompressorbevindtzich10,0dm3vochYgeluchtmeteentemperatuurvan20°C.Dedrukvandewaterdampis0,95kPa.WecomprimerendevochYgeluchttoteenvolumevan2,0dm3.Detemperatuurblij]20°C.Watisdeeinddrukvandewaterdampindecompressor?(inkPamettweedecimalen).

25. Ineencilinderbevindtzichonverzadigdewaterdampmeteendrukvan0,75kPaeneentemperatuurvan21°C.Weverkleinenhetvolumebijconstantetemperatuurtot3,5dm3;dedrukisdantoegnomentot1,05kPa. Watwashetoorspronkelijkevolumevandewaterdampindecilinder?(indm3metééndecimaal).

26. Ineencilinderbevindtzich8,4dm3vochYgeluchtmeteentemperatuurvan 32°C.Dedrukvandewaterdampis1,36kPa.WecomprimerendevochYgeluchtbijconstantetemperatuur.BerekenhetvolumewaarbijcondensaYevanwaterdampbegintoptetreden(indm3metééndecimaal).

27. Ineencompressorbevindtzich8,0dm3vochYgeluchtmeteentemperatuurvan 18°C.Dedrukvandezewaterdampis1,07kPa.Alswehetvolumehalveren(bijdezelfdetemperatuur),zalerdancondensaYeoptredenofniet?Verklaarjeantwoordmeteenberekening.

28. Iemandwilineencilinderonverzadigdewaterdampcomprimeren.Hetbeginvolumeis9,0dm3enheteindvolume3,0dm3.Debegindrukis1,45kPa.Welketemperatuurmoetdewaterdampminimaalhebben,zodaterbijditprocesgeencondensaYezaloptreden?(in℃zonderdecimalen.)

p = ρ ⋅h ⋅g

Algemeneaanwijzingenvraag23t/m28.

VolgensdewetvanBoyleblij]druk×volumevaneengasalYjdconstant:

p1 ×V1 = p2 ×V2

VII.Oefenvragenmetdealgemenegaswet

29. Ineencompressorbevindtzich5,0dm3luchtmeteendrukvan100kPaeneentemperatuurvan300K.Deluchtwordtsamengepersttoteenvolumevan2,0dm3.DetemperatuurvanhetgassYjgtdaarbijtot340K. Berekendeeinddrukvandelucht(inkPametééndecimaal).

30. Ineenfietspompmetdezuigerindebovenstestandbevindtzich400cm3luchtmeteendrukvan101,0kPaeneentemperatuurvan20°C.Wedrukkendezuigernaarbenedentothetvolumevandelucht145cm3is.Dedrukisdan300,0kPa. Berekendeeindtemperatuurvandeluchtindefietspomp(in°Czonderdecimalen).

31. Eengasbranderstaatopeencampingtafelindezon.Inhettankjezit1,2dm3butaangasmeteendrukvan200kPa.Detemperatuurvanhettankjelooptopvan20℃naar42℃. Berekendeeinddrukvanhetbutaangas(inkPametééndecimaal).

32. Ineenballonzit4,5dm3heliummeteendrukvan11,2hPaeneentemperatuurvan293K.Doordezonwordtdeballon36,2Kwarmer.Dedrukneemttoetot13,4hPa. Berekenheteindvolumevandeballon(indm3metééndecimaal).

p = ρ ⋅h ⋅g

Algemeneaanwijzingenvraag29t/m32.

DewetvanBoylegebruikjebijconstantetemperatuur.ZodradetemperatuurYjdenshetprocesverandert,moetjedealgemenegaswetgebruiken(metdetemperatuurinKelvin):

p1 ×V1T1

= p2 ×V2T2

p = ρ ⋅h ⋅g⇔103.000 = 13,6 ⋅103 × h × 9,81⇔103.000 = 133.416 × h

⇔ h = 103.000133.416

= 0,772m = 77,2cm

p = ρ ⋅h ⋅g⇔101.500 = 1.000,0 × h × 9,81⇔101.500 = 9.810 × h

⇔ h = 101.5009.810

= 10,3m

p1 = ρ ⋅h ⋅g = 13,6 ⋅103 × 0,75 × 9,81= 100.062Pap2 = ρ ⋅h ⋅g = 13,6 ⋅103 × 0,78 × 9,81= 104.064,48Patoename = p2 − p1 = 104.064,48 −100.062 = 4.002,5Pa

p = ρ ⋅h ⋅g⇔102.000 = ρ × 6,93× 9,81⇔102.000 = ρ × 67,9833

⇔ ρ = 102.00097,9833

= 1.500,4kg /m3 = 1,5 ⋅103kg /m3

p = ρ ⋅h ⋅g = 13,6 ⋅103 × 0,77 × 9,81= 102.730,32Pa = 102,7kPa

1. 2. 3. 4.a) 101,0kPa a)100.000Pa a)104.000Pa a)0,99barb) 103,5kPa b)103.500Pa b)98.000Pa b)1,02barc) 99,9kPa c)99.870Pa c)107.000Pa c)0,98bard) 989,9hPa d)101.600Pa d)105.000Pa d)1,01bare) 100,7kPa e)100.770Pa e)99.000Pa e)1,00barf) 9,0kPa f)8.700Pa f)110,0kPa f)46,50mbarg) 5,8kPa g)1.500Pa g)104,0kPa g)78,90mbarh) 64,8kPa h)6.800Pa h)97,5kPa h)1,00bari) 780,0hPa i)70Pa i)114,0kPa i)1,11barj) 100,0hPa j)460Pa j)100,0kPa j)0,99bar

5.a) dezeantwoordenwordengoedgerekend:166,167,168of169barb) dezeantwoordenwordengoedgerekend:1,251,261,271,28of1,29MPac) dezeantwoordenwordengoedgerekend:136,137,138of139mbard) dezeantwoordenwordengoedgerekend:6,26,3of6,4kPa

6.

7. 1,03 bar = 103.000 Pa.

8.

9.

10.

Antwoorden

11.a) onderdruk,wantdevloeistofstaataandekantvandegastankhethoogst.

b)

c) 1,02 bar = 102.000 Pa. ponder + pabsoluut = pbuitenlucht, dus: pabsoluut = pbuitenlucht − ponder = 102.000 − 5.889,924 = 96,110,076 Pa = 96,1 kPa

12.a) overdruk,wantdevloeistofstaataandekantvandegastankhetlaagst.

b)

c) pover + pbuitenlucht = pabsoluut, dus: pabsoluut = 99.800 + 7.946,1 = 107.746,1 Pa = 107,7 kPa

13.a) overdruk,wantdevloeistofstaataandekantvandegastankhetlaagst.

b) pover + pbuitenlucht = pabsoluut, dus: pover = pabsoluut − pbuitenlucht = 108.330 − 103.000 = 5.330 Pa = 5,3 kPa

c)

conclusie: De vloeistof in de buis is glycerol.

14.Devloeistofspiegelsstaanevenhoog,dusdeluchtdrukisgelijkaandedrukindepropaangastank!(alleanderegegevensdoennietterzake).p=1,013bar=101,3kPa

15.p = ρ ⋅h ⋅g⇔ 4.000 = 1.000,0 × h × 9,81⇔ 4.000 = 9.810 × h

⇔ h = 4.0009.810

= 0,407747...m = 40,8cm

16.a) dezeantwoordenwordengoedgerekend:1,8barof1,9bar

b) pover + pbuitenlucht = pabsoluut, dus: pabsoluut = 1,8 + 1,0 = 2,8 bar (uiteraardarankelijkvanjeantwoordbija.)

c) VolgensdesYckermoetdebandenspanningminimaal230kPazijn;dus2,3bar.Ermoetluchtbij.

p = ρ ⋅h ⋅g = 0,79 ⋅103 × 0,76 × 9,81= 5.889,924Pa = 5,9kPa

p = ρ ⋅h ⋅g = 1,62 ⋅103 × 0,50 × 9,81= 7.946,1Pa = 7,9kPa

p = ρ ⋅h ⋅g⇔ 5.330 = ρ × 0,43× 9,81⇔ 5.330 = ρ × 4,2183

⇔ ρ = 5.3304,2183

= 1.263,542...kg /m3 = 1,26 ⋅103kg /m3

17. Dampisluchtwaarinvloeistofmoleculenzijnopgenomenengasiséénvandedrietoestandenwaarineenstofzichkanbevinden:vast,vloeibaarofgasvormig.

18. Hetwaterindekledingverdampt:watermoleculenbotsentegenelkaarenkunnenzouitdevloeistofspringen.Deluchtneemtdezewatermoleculenop.AlsallewatermoleculenindeluchtziOen,isdewasdroog.

19. temperatuur,oppervlak,soortvloeistofenverzadiging.

20. Hetverdampingsprocesgaatopzichevensnel,maarhoemeerverzadiging,hoemeerwatermoleculenuitdeluchtterugspringennaardevloeistof.HetneOo-verdampingsprocesgaatdaaromlangzamer.

21. Dathangtervanafhoeveelwatererinhetglaszit.AlsYjdenshetverdampendemaximaledampdrukbereiktwordt,danblij]ereenlaagjewaterachterdatnietverdampt.Alserechterheelweinigwaterinhetglaszit,kandeluchtinhetglasallewatermoleculenopnemenenzalhetwaterhelemaalverdampen.

22. Bijhetcomprimeren(=kleinermakenvanhetvolume)vanlucht,kandemaximaledampdrukbereiktworden.Dedampbevatdanhetmaximaleaantalwatermoleculen.Alshetvolumedannógkleinergemaaktwordtzullenerwatermoleculenuitdedampspringeneneenlaagjewatervormen.

23.

Controle:Pmaxbij40℃is7,38kPa,dushetantwoordvan6,00kPaiscorrect.

p1 ⋅V1 = p2 ⋅V2⇒1,20 × 2,0 = p2 × 0,4⇒ 2,4 = p2 × 0,4

⇒ p2 =2,40,4

= 6,00kPa

24.

Maar:Pmaxbij20℃is2,34kPa,dushetantwoordis2,34kPa.

p1 ⋅V1 = p2 ⋅V2⇒ 0,95 ×10,0 = p2 × 2,0⇒ 9,5 = p2 × 2,0

⇒ p2 =9,52,0

= 4,75kPa

25. p1 ⋅V1 = p2 ⋅V2⇒ 0,75 ×V1 = 1,05 × 3,5⇒ 0,75 ×V1 = 3,675

⇒V1 =3,6750,75

= 4,9dm3

p1 ⋅V1 = p2 ⋅V2⇒1,36 × 8,4 = 4,75 ×V2⇒11,424 = 4,75 ×V2

⇒V2 =11,4244,75

= 2,4dm3

26. pmaxbij32℃=4,75kPa

27.

pmaxbij18℃=2,06kPa;conclusie:erzalwélcondensaYeoptreden.

p1 ⋅V1 = p2 ⋅V2⇒1,07 × 8,0 = p2 × 4,0⇒ 8,56 = p2 × 4,0

⇒ p2 =8,564,0

= 2,14kPa

28.

Deeinddrukwordt4,35kPa,wemoetenduseentemperatuurvindenwaarbijpmaxgroterisdan4,35kPa.

Conclusie:detemperatuurmoetminimaal31℃zijn.

p1 ⋅V1 = p2 ⋅V2⇒1,45 × 9,0 = p2 × 3,0⇒13,05 = p2 × 3,0

⇒ p2 =13,053,0

= 4,35kPa

29. p1 ⋅V1T1

= p2 ⋅V2T2

⇒ 100 ⋅5,0300

= p2 ⋅2,0340

⇒1,666....= p2 ⋅2,0340

⇒ p2 ⋅2,0 = 1,666...× 340⇒ p2 ⋅2,0 = 566,666...

⇒ p2 =566,666...2,0

= 283,3kPa

2 = 63

6 = 2 × 33 × 4 = 12

3 =124

30. p1 ⋅V1T1

= p2 ⋅V2T2

∞

⇒ 101,0 ⋅400293

= 300,0 ⋅145T2

⇒137,88...= 43.500T2

⇒ T2 =43.500137,88...

= 315,5K ≈ 42°C

p1 ⋅V1T1

= p2 ⋅V2T2

⇒ 200 ⋅1,2293

= p2 ⋅1,2315

⇒ 0,8191...= p2 ⋅1,2315

⇒ p2 ⋅1,2 = 0,8191...× 315 = 258,020...

⇒ p2 =258,020...1,2

= 215,0kPa

31.

p1 ⋅V1T1

= p2 ⋅V2T2

⇒ 11,2 ⋅4,5293

= 13,4 ⋅V2329,2

⇒ 56,62...= 13,4 ⋅V2329,2

⇒13,4 ⋅V2 = 56,62...× 329,2 = 18.641,57....

⇒V2 =18.641,57....

13,4= 1.391,2dm3

32.