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Forum "HochschulPhysik" - Thermodynamik
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Thermodynamik: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:31 Sa 13.08.2011
Autor: StevieG

Aufgabe
In der einfachen Annahme besteht trockene Luft zu 80 % aus Sticktoffmolekülen [mm] (N_{2}) [/mm] und zu 20% aus Sauerstoffmolekülen( [mm] 0_{2}). [/mm] Die atomare Masse sind [mm] M_{N}= [/mm] 14g/mol und [mm] M_{O}=16g/mol. [/mm]

Berechnen Sie mit diesen Angaben die Molekülmasse und die Dichte von Luft mit Normalbedingungen (d.h. p= 1013hPa , T = 20 Grad C)

Ich habe die Lösung verstehe aber nicht wie man darauf kommt ,da ich es selbst versucht habe wo ist der Fehler?

Meine Rechnung:

ersteinmal die Molekülmasse:

[mm] m_{M}= [/mm] Molare Masse/Avogadro-Konstante

Wir haben 80% Stickstoff und 20% Sauerstoff

[mm] m_{M1}=0,8 [/mm] x 14/ [mm] N_{A} [/mm] = 1,86 x [mm] 10^{-23} [/mm]
[mm] m_{M2}=0,2 [/mm] x 16/ [mm] N_{A} [/mm] = 5,31 x [mm] 10^{-24} [/mm]

[mm] m_{M}= m_{M1}+m_{M2}=1,86 x10^{-23} [/mm] g


Dichte:

ersteinmal die Masse m:

m = [mm] m_{M1} [/mm] x n x [mm] N_{A}+m_{M2} [/mm] x n x [mm] N_{A} [/mm] =

1,86 x [mm] 10^{-23} [/mm] x 2 x [mm] N_{A} [/mm] +5,31 x [mm] 10^{-24} [/mm]
x 2 x [mm] N_{A} [/mm] =  28,8 g = 0,0288kg

(der Wert stimmt mit Lösung überein)

Molare Masse = m/n = 0,0288 / 2 = 0,0144 kg/mol

Nun Dichte = m/V

pV = m [mm] R_{s} [/mm] T  mit [mm] R_{s} [/mm] = R/M folgt V= mRT/pM

V= (0,0288 x 8,31448 x 293,15 K) / (101300 Pa x 0,0144)


= 0,048m³


Dichte = 0,0288/0,048 = 0,6 kg/m³

was falsch ist da die Dichte bei ca. 1,2 liegen müsste.

Der Fehler hat vermutlich irgendwas mit der Molaren Masse zu tun aber ich verstehe nicht wieso

in der Lösung wurde andere Gasgleichung verwendet mit

V [mm] =(N_{A} [/mm] x k x T )/ p

( da fehlt doch die Stoffmenge n also mus die Stoffmenge n=1 sein aber wieso)

        
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Thermodynamik: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:16 Sa 13.08.2011
Autor: leduart

Hallo
du hast doch die mokare masse mit 0.0144kg ausgerechenz. warum rechnest du danach wieder mit der doppelten, also 0.0288kg?
da liegt dein Fehler. Nan sollte als Zah wissen 1 Mol ideales gas hat bei Normalbed, ein Volumen von ca [mm] 24dm^3&/mol [/mm]
Gruss leduart


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Thermodynamik: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:00 Sa 13.08.2011
Autor: StevieG

Weil molare Masse nicht gleich Masse ist

Molare Masse ist g/mol und Masse ist g, kg

?

aber es muss das doppelte hin damit die Lösung stimmt

die Formel ist doch V = (m Rs T)/ p  oder V= (m R T)/ M p) da Rs = R/M

und das M steht doch für molare masse und die ist wiederrum M=m/n

n ist die Stoffmenge

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Thermodynamik: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:35 Sa 13.08.2011
Autor: leduart

Hallo
du rechnest doch die Masse von 1 Mol Luft, gemischt aus [mm] 80%N_2 [/mm] und 20%O2 mit 0,0288kg aus. (insgesamt Na Molekküle.
warum dividierst du dann durch n=2 den Schritt verstehe ich nicht.
ich weiss, dass molare Masse nicht gleich Masse ist. aber du hast doch überall mit 1 Mol gerechnet, dann ist die molare masse deine Masse?
richtig hast du berechnet dass Na Luftmoleküle die Masse 0.0288kg haben und es sind ca [mm] 24dm^3. [/mm]
mit n= Stoffmenge meinst du die anzahl von Molen? dann ist n=1
Gruss leduart


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Thermodynamik: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:48 So 14.08.2011
Autor: StevieG

Es tut mir leid ich blicke bei den ganzen Einheiten net mehr durch,

molare Masse

Molekularmasse

atomare Masse

wie stehen die mit einander in Verbindung?

in der AUfgabe steht atomare Masse ist zb. 14g/mol ist das nicht die molare Masse?

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Thermodynamik: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:09 So 14.08.2011
Autor: leduart

Hallo
atomare Masse:Masse von 1 Mol [mm] =N_A [/mm] Atome
O tritt aber frei nur als [mm] O_2 [/mm] Molekül auf
also ist die molare Masse des Moleküls 2*atomare Masse.
entsprechend für N und [mm] N_2 [/mm]
Luft besteht aus [mm] O_2 [/mm] und [mm] N_2 [/mm] Molekülen, du hast gerechnet als ob sie aus O und N Atömen bestünde.
Gruss leduart



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Thermodynamik: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:21 So 14.08.2011
Autor: StevieG

Jawohl jetzt kapiere ich den Zusammenhang zwischen atomarer Masse und molarer Masse!

und da ich die Masse von 1 Mol Luft errechne kann ich als ergebnis das ganze in kg ausdrücken da es sich ja auf ein Mol bezieht!

Danke!!!!!!!!

LG

Stevie

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