I. Oefenvragen met het omrekenen van drukkenmeneerriksen.nl/onewebmedia/Oefenmateriaal gassen en...
13
I. Oefenvragen met het omrekenen van drukken 1. Reken om van Pa naar hPa/kPa (rond af op één decimaal). a) 101.000 Pa = ………………… kPa f) 8.999 Pa = ………………… kPa b) 103.500 Pa = ………………… kPa g) 5.750 Pa = ………………… kPa c) 99.850 Pa = ………………… kPa h) 64.780 Pa = ………………… kPa d) 98.990 Pa = ………………… hPa i) 78.000 Pa = ………………… hPa e) 100.700 Pa = ………………… hPa j) 9.999 Pa = ………………… hPa 2. Reken om van kPa naar Pa (géén decimalen). a) 100,0 kPa = ………………… Pa f) 8,7 kPa = ………………… Pa b) 103,5 kPa = ………………… Pa g) 1,5 kPa = ………………… Pa c) 99,87 kPa = ………………… Pa h) 6,8 kPa = ………………… Pa d) 101,6 kPa = ………………… Pa i) 0,07 kPa = ………………… Pa e) 100,77 kPa = ………………… Pa j) 0,46 kPa = ………………… Pa 3. Reken om van bar/millibar naar Pa/kPa (rond kPa af op één decimaal, Pa géén decimalen). a) 1,04 bar = ………………… Pa f) 1,10 bar = ………………… kPa b) 0,98 bar = ………………… Pa g) 1,040 bar = ………………… kPa c) 1,07 bar = ………………… Pa h) 0,975 bar = ………………… kPa d) 1.050 mbar = ………………… Pa i) 1.140 mbar = ………………… kPa e) 990 mbar = ………………… Pa j) 1.000 mbar = ………………… kPa 4. Reken om van Pa/hPa/kPa naar bar/millibar (rond af op twee decimalen). a) 98,56 kPa = ………………… bar f) 4.650 Pa = ………………… mbar b) 102,4 kPa = ………………… bar g) 7.890 Pa = ………………… mbar c) 97,9 kPa = ………………… bar h) 1.000 hPa = ………………… bar d) 100,8 kPa = ………………… bar i) 1.105 hPa = ………………… bar e) 99,9 kPa = ………………… bar j) 987,5 hPa = ………………… bar Oefenmateriaal
Transcript of I. Oefenvragen met het omrekenen van drukkenmeneerriksen.nl/onewebmedia/Oefenmateriaal gassen en...
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.
