everything maths and science - C2B2A

everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A

03.05.2013 Views

Wanneer jy die waarde van k bepaal vir enige paar druklesings uit die bostaande eksperiment en daarna die k vir enige ander paar druklesings bepaal sal jy vind dat die antwoord dieselfde is. As jy byvoorbeeld p1 =1atm p2 =2atm V1 =4cm 3 V2 =2cm 3 het en die eerste druk en volume lesing gebruik gee dit k = p1V1 k = (1 atm)(4 cm 3 ) =4atm·cm 3 terwyl die gebruik van die tweede volume en druk lesing gee: k = p2V2 = (2 atm)(2 cm 3 ) =4atm·cm 3 Onthou dat die wet van Boyle twee toestande benodig. Die eerste is dat die aantal van die gas konstant moet bly. Indien jy lug vrylaat uit die houer waarin dit toegemaak is, sal die druk afneem saam met die volume en die omgekeerde eweredigheid sal nie meer bestaan nie. Tweedens moet die temperatuur konstant bly. Afkoeling of verhitting van materie laat dit gewoonlik uitsit of inkrimp of laat die druk toeneem of afneem. In die eksperiment sal die gas uitsit wanneer ons dit verhit en meer krag benodig word om die suier in posisie te hou. Weereens sal die verhouding wat bestaan nie meer geld nie. Sien simulasie: 275S op www.everythingscience.co.za Voor ons na ‘n paar berekeninge met die wet van Boyle kyk, moet ons onself eers bekend maak met verskillende eenhede vir druk en volume. Die volume eenhede behoort reeds aan jou bekend te wees vanuit die vorige grade en sal normaalweg die volgende wees: cm 3 , dm 3 ,m 3 of L. Die SI-eenheid vir volume is m 3 . Druk word gemeet in verskillede eenhede. Ons kan druk meet in milimeter kwik (mm Hg), pascal (Pa) of atmosfere (atm). Die SI-eenheid vir druk is Pa. Gebruik tabel 7.1 vir die omskakeling tussen eenhede. Uitgewerkte voorbeeld 1: Boyle se wet VRAAG ‘n Monster helium beslaan ‘n volume van 160 cm 3 by 100 kPa en 25 ◦ C. Watter volume sal dit beslaan indien die druk verander word na 80 kPa terwyl die temperatuur onveranderd gelaat word? Hoofstuk 7. Ideale gasse FEIT Het jy geweet dat die meganismes betrokke in asemhaal ook met die wet van Boyle te doen het? Net onder die longe is daar ‘n spier wat bekend staan as die diafragma. Wanneer iemand inasem, beweeg die diafragma afwaarts en word dit platter sodat die volume van die longe kan toeneem. Wanneer die long se volume toeneem, sal die druk in die longe afneem (die wet van Boyle). Aangesien lug altyd van ‘n hoë druk na ‘n lae druk beweeg, sal lug nou van buite af in die long ingeforseer word omdat die lugdruk buite die liggaam hoër is as die lugdruk in die longe. Die omgekeerde vind plaas wanneer iemand uitasem. Die diafragma beweeg dan opwaarts en veroorsaak dat die longvolume afneem. Die druk in die longe sal toeneem, en die lug wat binne-in die longe is sal uitgeforseer word na die laer druk buite die liggaam. 263

WENK Dit is nie in die voorbeeld nodig om na SI-eenhede om te skakel nie. Die omskakeling van druk en volume na ander eenhede behels vermenigvuldiging. Indien jy die eenhede in die vergelyking sou verander sal dit aan beide kante van die vergelyking plaasvind, en sal die vermenigvuldiging weerskante mekaar uitkanselleer. Aangesien dit nie nodig is om SI te gebruik nie. moet ons egter seker maak dat ons dieselfde eenhede deur die hele vergelyking gebruik. Dit geld nie vir al die vergelykings wat ons later nog sal hanteer en waar SI-eenhede moet gebruik moet word nie. OPLOSSING Stap 1: Skryf al die inligting wat jy in verband met die gas het neer p1 = 100 kPa p2 = 80 kPa V1 = 160 cm 3 V2 =? Stap 2: Gebruik ‘n geskikte gaswet om die onbekende veranderlike te bereken Omdat die temperatuur van die gas konstant bly, kan die volgende vergelyking gebruik word. p2V2 = p1V1 Stap 3: Vervang die bekende waardes in die vergelyking (maak seker dat die eenheid vir elke veranderlike dieselfde is) en bereken die onbekende waarde. (80)V2 = (100)(160) (80)V2 = 16 000 V2 = 200 cm 3 Die volume wat die gas beslaan by ‘n druk van 80 kPa is 200 cm 3 . Stap 4: Kontroleer jou antwoord Boyle se wet stel dit dat die druk omgekeerd eweredig is aan die volume. Aangesien die volume afgeneem het moet die druk toeneem. Ons antwoord vir die volume is groter as die oorspronklike volume en daarom is ons antwoord moontlik. Uitgewerkte voorbeeld 2: Boyle se wet VRAAG Die volume van ‘n gasmonster neem toe vanaf 2,5 L tot 2,8 L terwyl die temperatuur konstant gehou word. Wat is die finale druk van die gas onder hierdie toestande indien die aanvanklike druk van die gas 695 Pa was? 264 7.2. Ideale gaswette

WENK<br />

Dit is nie in die<br />

voorbeeld nodig om na<br />

SI-eenhede om te skakel<br />

nie. Die omskakeling van<br />

druk en volume na <strong>and</strong>er<br />

eenhede behels<br />

vermenigvuldiging.<br />

Indien jy die eenhede in<br />

die vergelyking sou<br />

ver<strong>and</strong>er sal dit aan beide<br />

kante van die vergelyking<br />

plaasvind, en sal die<br />

vermenigvuldiging<br />

weerskante mekaar<br />

uitkanselleer. Aangesien<br />

dit nie nodig is om SI te<br />

gebruik nie. moet ons<br />

egter seker maak dat ons<br />

dieselfde eenhede deur<br />

die hele vergelyking<br />

gebruik. Dit geld nie vir<br />

al die vergelykings wat<br />

ons later nog sal hanteer<br />

en waar SI-eenhede moet<br />

gebruik moet word nie.<br />

OPLOSSING<br />

Stap 1: Skryf al die inligting wat jy in verb<strong>and</strong> met die gas het neer<br />

p1 = 100 kPa<br />

p2 = 80 kPa<br />

V1 = 160 cm 3<br />

V2 =?<br />

Stap 2: Gebruik ‘n geskikte gaswet om die onbekende ver<strong>and</strong>erlike te bereken<br />

Omdat die temperatuur van die gas konstant bly, kan die volgende vergelyking gebruik<br />

word.<br />

p2V2 = p1V1<br />

Stap 3: Vervang die bekende waardes in die vergelyking (maak seker dat die eenheid<br />

vir elke ver<strong>and</strong>erlike dieselfde is) en bereken die onbekende waarde.<br />

(80)V2 = (100)(160)<br />

(80)V2 = 16 000<br />

V2 = 200 cm 3<br />

Die volume wat die gas beslaan by ‘n druk van 80 kPa is 200 cm 3 .<br />

Stap 4: Kontroleer jou antwoord<br />

Boyle se wet stel dit dat die druk omgekeerd eweredig is aan die volume. Aangesien<br />

die volume afgeneem het moet die druk toeneem. Ons antwoord vir die volume is<br />

groter as die oorspronklike volume en daarom is ons antwoord moontlik.<br />

Uitgewerkte voorbeeld 2: Boyle se wet<br />

VRAAG<br />

Die volume van ‘n gasmonster neem toe vanaf 2,5 L tot 2,8 L terwyl die temperatuur<br />

konstant gehou word. Wat is die finale druk van die gas onder hierdie toest<strong>and</strong>e indien<br />

die aanvanklike druk van die gas 695 Pa was?<br />

264 7.2. Ideale gaswette

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!