Helium auf der Waage

[triple7]

Bin grad auf folgende Aufgabe gestoßen und kann mir die Lösung aber nicht erkären. Kann mir da jemand auf die Sprünge helfen?
"Auf einer Waage befinden sich jeweils im gleichen Abstand vom Drehpunkt zwei
vom Volumen gleich große Kisten. Beide Kisten sind mit Helium gefüllt, jedoch
enthält die linke Kiste einen Heliumdruck von 4 bar und die recht Kiste einen
Heliumdruck von 8 bar. Die Waage befindet sich im Gleichgewicht, da sie
momentan fixiert ist. Was passiert, wenn die Fixierung gelöst wird?
Antwort: Die linke Seite hebt sich!"

Cheers triple7
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"Graf Zeppelin war der erste, der nach verschiedenen Richtungen schiffte."
aus einem Kinderaufsatz

[TT]

wenn auf der rechten seite eine Kiste steht wo der heliumdruck 8 bar drin ist, dann ist dort auch mehr Helium drin.

Du kannst das ideale Gasgesetz bezüglich der Anzahl von Gasteilchen (N) umschreiben zu pV = N * kT

(k ist eine Konstante)

und wenn mehr Druck (p) bei gleichem Volumen (V) drin ist, sind auch mehr Teilchen drin, also muss es schwerer sein und wenn dann die Fixierung der Waage gelöst wird geht die Seite mit dem höheren Druck (= mehr Helium-Teilchen) runter.

Die Erklärung müsste eigtl stimmen, aber ist doch auch durch logisches Denken draufzukommen oder? Also ohne Formeln.

Schönen Abend noch
Beste Grüße
TT
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Zahme Vögel singen von Freiheit, wilde Vögel fliegen!

[triple7]

[PanAm727]

Tricky,
ich dachte TT hat jetzt was durcheinander gebracht, aber sie hat ja völlig recht.
Irgendwie klingt aber beides logisch. Die Kiste mit dem höheren Druck hat mehr Teilchen und ist deswegen schwerer als die andere, jedoch sind doch anschaulich betrachtet mehr Teilchen drin, die leichter sind als die umgebende Luft und somit die Kiste "nach oben drücken" ?!

[Wolle]

Kann man nicht auch ganz simpel anseetzen??

M= Dichte * Volumen

Volumen ist das gleich (ein Ballon)
Dichte ist im 8 Helium Ballon natürlich viel höher
> folglich ist die Masse auch höher

[TT]

[triple7]

Jetzt versteh ichs auch! Vielen Dank! Ist schon komisch wie manchmal die einfachsten Sachen so kompliziert erscheinen!
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"Graf Zeppelin war der erste, der nach verschiedenen Richtungen schiffte."
aus einem Kinderaufsatz

[pilot8]

Hy,

der Auftrieb hängt doch nur von der Masse des verdrängten Volumens ab, oder? Und da die beiden Ballone ja gleich groß sind, muss auch der Auftrieb auf beiden Seiten gleich sein. Damit wäre ja auch die Überlegung mit dem Auftrieb von triple 7 überflüssig.
Glaube auch, dass es mit der letzten Formel am logischten zu erklären ist.

(Bitte korrigiert mich, wenn ich hier Unsinn erzähle!)

grüße
pilot8

[vogelmann]

[triple7]

Zum Thema Gase hab ich mal wieder ne Aufgabe gefunden, bei der ich Hilfe brauche:
1 Liter Sauerstoff wird gasförmig, wie verändert sich das Volumen?
a) gar nicht
b) Ausdehnung auf 5 Liter
c) Ausdehnung auf 100 Liter
d) Ausdehnung auf 10 Liter
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"Graf Zeppelin war der erste, der nach verschiedenen Richtungen schiffte."
aus einem Kinderaufsatz

[vogelmann]

Huhu,

also deine 3 Antworten scheinen alle 3 nicht richtig zu sein, da nämlich was viel größeres herauskommt.
Dein Sauerstoff geht bei ~90K in die gasförmige Phase über und ändert dabei seine Masse natürlich nicht... wär auch recht sinnlos

Einmal kannst du das ungefähr ausrechnen, indem du Deine Molzahl vom Sauerstoff ausrechnest und sie dann mit 22.4 Litern multiplizierst (denn wir wissen ja, dass ein Mol eins (allerdings) idealen Gases immer 22.4 Liter einnimmt, egal welches Gas). Die Formel hierfür lautet m=M*n , mit m für die Masse in g, M für die Molmasse g/mol und n die Molzahl. Deine Molmasse ist ~32g/mol und aus der Dichte des fl. Sauerstoffs folgt 1141g/l .
So, jetzt nimmst du 1141/32 und erhälst ~35.66 mol . Das multiplizieren mit 22.4 und tadaaaaa.... 798 Liter.
So würde ich das machen

Geht auch folgendermaßen (bissl trivialer):

Vfl = m/rhofl

Vg = m/rhog

(Dabei bedeuten: Vfl = Volumen im flüssigen Zustand, m = Masse des Sauerstoffs, rhofl = Dichte im flüssigen Zustand, Vg = Volumen im gasförmigen Zustand, rhog = Dichte im gasförmigen Zustand)

Daraus folgt:

Vg/Vfl = rhofl/rhog

Die Dichten sind:
rhofl = 1141 g/l
rhog = 1,429 g/l

Durch Einsetzen der Zahlenwert in die obige Formel ergibt sich, dass der 1 Liter flüssiger Sauerstoff im gasförmigen Zustand (unter Normalbedingungen) ein Volumen von rund 798 l einnimmt.

Also wie die Rechnung oben ... entweder hab ich 2 mal den gleichen Fehler gemacht oder es scheint zu stimmen

Viele Grüße,
vogel

PS: Wenn Flüssigkeiten verdampfen, nehmen sie wesentlich mehr im Volumen zu. Ich war schon stutzig, als ich Deine 100l als größten Wert gelesen habe.

[triple7]

Hey Vogelmann, danke!
Mir ist (vorerst) nicht wichtig, dass ich weiß wie man das ausrechnen kann. Mir reichts wenn ich weiß, dass sich das Volumen seeeeehhhhhr stark auf knapp 800l ausdehnt!
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