TUNTEMATON KAASU. TARINA 1 Lue etukäteen argonin käyttötarkoituksista Jenni Västinsalon kandidaattitutkielmasta sivut 12-15. Saa lukea myös kokonaan!



Samankaltaiset tiedostot
KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

PULLEAT VAAHTOKARKIT

Bensiiniä voidaan pitää hiilivetynä C8H18, jonka tiheys (NTP) on 0,703 g/ml ja palamislämpö H = kj/mol

Ilman suhteellinen kosteus saadaan, kun ilmassa olevan vesihöyryn osapaine jaetaan samaa lämpötilaa vastaavalla kylläisen vesihöyryn paineella:

P = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]

Puhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste.

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste.

ENERGIAA! ASTE/KURSSI AIKA 1/5

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA 1)

Fysiikan kurssit. MAOL OPS-koulutus Naantali Jukka Hatakka

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.

1. Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (1/V)(dV/dT) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (1/V)(dV/dp) T.

ALKOHOLIT SEKAISIN KOHDERYHMÄ:

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Herneen kasvatus eri olosuhteissa

PULLEAT JA VALTAVAT VAAHTOKARKIT

TERMODYNAMIIKAN KURSSIN FYS 2 KURS- SIKOKEEN RATKAISUT

KOHDERYHMÄ KESTO: MOTIVAATIO: TAVOITE: AVAINSANAT: - TAUSTAA

Limsan sokeripitoisuus

= 1 kg J kg 1 1 kg 8, J mol 1 K 1 373,15 K kg mol 1 1 kg Pa

Trestima Oy Puuston mittauksia

Tasapainotehta via vaakamallin avulla

Teddy 1. välikoe kevät 2008

Harjoitustehtävä 1. Kiviä ja muita

kertausta Boltzmannin jakauma infoa Ideaalikaasu kertausta Maxwellin ja Boltzmannin vauhtijakauma

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.

Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin

= 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6,

Eksimeerin muodostuminen

Molaariset ominaislämpökapasiteetit

V T p pv T pv T. V p V p p V p p. V p p V p

Mittaustarkkuus ja likiarvolaskennan säännöt

2. Käytä haalareita ja suojakäsineitä - pyyhi haalareista mahdolliset öljytahrat pois ennen kuin palautat ne naulakkoon - käytä myös suojalaseja

Hiilidioksidista hiilihappoon, -tutkimuksia arkipäivän kemiasta

Teddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011

1. van der Waalsin tilanyhtälö: 2 V m RT. + b2. ja C = b2. Kun T = 273 K niin B = cm 3 /mol ja C = 1200 cm 6 mol 2

Trestima Oy Puuston mittauksia

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2017

Harjoitustehtävä 1. Kiviä ja muita

, voidaan myös käyttää likimäärälauseketta

Kaasu 2-atominen. Rotaatio ja translaatiovapausasteet virittyneet (f=5) c. 5 Ideaalikaasun tilanyhtälöstä saadaan kaasun moolimäärä: 3

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

FOSFORIPITOISUUS PESUAINEESSA

m h = Q l h 8380 J = J kg 1 0, kg Muodostuneen höyryn osuus alkuperäisestä vesimäärästä on m h m 0,200 kg = 0,

ln2, missä ν = 1mol. ja lopuksi kaasun saama lämpömäärä I pääsäännön perusteella.

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

ALKOHOLIEN TUNNISTUS KAASUKROMATOGRAFIAN AVULLA

KEMIJÄRVEN KAUPUNKI HILLATIEN PERUSKOULU TYÖSUUNNITELMA LUKUVUODELLE

2.1 b) Muunnokset ja vaakamalli

S , Fysiikka III (S) I välikoe Malliratkaisut

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

Tarvittavat välineet: Kalorimetri, lämpömittari, jännitelähde, kaksi yleismittaria, sekuntikello

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Oikeat vastaukset: Tehtävän tarkkuus on kolme numeroa. Sulamiseen tarvittavat lämmöt sekä teräksen suurin mahdollinen luovutettu lämpö:

MATEMATIIKKA. Matematiikkaa pintakäsittelijöille. Ongelmanratkaisu. Isto Jokinen 2017

OMINAISUUS- JA SUHDETEHTÄVIEN KERTAUS. Tavoiteltava toiminta: Kognitiivinen taso: Ominaisuudet ja suhteet -kertaus

FY9 Fysiikan kokonaiskuva

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

GENIE. Kaasupulloperhe.

Erilaisia entalpian muutoksia

Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1

COLAJUOMAN HAPPAMUUS

Oppimateriaali oppilaalle ja opettajalle : GeoGebra oppilaan työkaluna ylioppilaskirjoituksissa 2016 versio 0.8

Öljysäiliö maan alla

Luvun 12 laskuesimerkit

Tallilehti Kavionkopse nro. 1

Elastisuus: Siirtymä

Lasku- ja huolimattomuusvirheet - ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

VOC-näytteen ottaminen FLEC-laitteella

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe

KANAVISTON TIIVIYSMITTAUS

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen

TÄS ON PROTSKUU! Missä yhteyksissä olet törmännyt sanaan proteiini tai valkuaisaine?

Aluksi Kahden muuttujan lineaarinen yhtälö

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE. Osio 2 (Matematiikka + looginen päättely + fysiikka/kemia)

FYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka

ALKOHOLIT SEKAISIN TAUSTAA

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Vesi ja veden olomuodot lumitutkimuksien avulla

KIINTEÄN AINEEN JA NESTEEN TILANYHTÄLÖT

Reaktiosarjat

KIELENOPPIJOITA TIEDONHANKINTA KESKIÖSSÄ KUUNTELEMALLA OPPIJA (AUDITIIVINEN) KIELEN KÄYTTÖ, VUOROVAIKUTUS NÄKEMÄLLÄ

Osio 1. Laskutehtävät

a) Oletetaan, että happi on ideaalikaasu. Säiliön seinämiin osuvien hiukkasten lukumäärä saadaan molekyylivuon lausekkeesta = kaava (1p) dta n =

LHSf5-1* Osoita, että van der Waalsin kaasun tilavuuden lämpötilakerroin on 2 γ = ( ) RV V b T 2 RTV 2 a V b. m m ( ) m m. = 1.

c) Missä ajassa kappale selvittää reitin b-kohdan tapauksessa? [3p]

Käyttämällä annettua kokoonpuristuvuuden määritelmää V V. = κv P P = P 0 = P. (b) Lämpölaajenemisesta johtuva säiliön tilavuuden muutos on

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

KOSTEUS. Visamäentie 35 B HML

5.2 Ensimmäisen asteen yhtälö

- Termodynamiikka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken (vrt. klassinen dynamiikka: kappaleiden liike)

Peruslaskutehtävät fy2 lämpöoppi kurssille

Transkriptio:

TUNTEMATON KAASU KOHDERYHMÄ: Työ soveltuu lukiolaisille, erityisesti kurssille KE3 ja FY2. KESTO: Noin 60 min. MOTIVAATIO: Oppilaat saavat itse suunnitella koejärjestelyn. TAVOITE: Työn tavoitteena on oppia suunnittelemaan koejärjestely, jossa hyödynnetään aiempaa tietoa ja etsitään uutta tietoa internetistä. Työn teoriasisältönä käytetään kaasujen yleistä tilanyhtälöä. Työssä käytetään mittausautomaatiota sekä tieto- ja viestintätekniikkaa. VINKKI: Lisätietoa jalokaasujen löytöhistoriasta ja argonkaasun käytöstä opiskelijoille Jenni Västinsalon kandidaattitutkielmasta http://www.helsinki.fi/kemia/opettaja/ont/vastinsalo-j-2009a.pdf AVAINSANAT: Tutkimuksellisuus Kaasut Kaasujen tilanyhtälö Mittausautomaatio - TVT MUUTA: Työ on suunniteltu yhteistyössä AGA Oy:n kanssa. TARINA 1 Lue etukäteen argonin käyttötarkoituksista Jenni Västinsalon kandidaattitutkielmasta sivut 12-15. Saa lukea myös kokonaan! Työskentelet rakennusinsinöörinä rakennustyömaalla ja hitsaajat kertovat, että argonlähetyksessä yhdestä pullon kyljestä tunnistusmerkki on revennyt. Tunnistusmerkki on samanlainen kuin muissa pulloista, mutta juuri argon-nimen kohdalla merkki repsottaa. Tehtävänäsi on tutkimuksellisesti selvittää onko pullossa varmasti argonia. Millä eri tavoin voisit selvittää mitä kaasua pullo sisältää? Urakalla on kiire ja sinun täytyy saada asia heti selville. Käytössäsi on lämpömittari, painemittari, ilmapallo, mitta-astioita, vettä, mittanauha, tietokone/internet, vaaka, sekä tietenkin tutkittava kaasu. Mieti strategia ja ala toimintaan.

Vinkki I: Kaasujen tilanyhtälö pv = nrt Ainemäärä n = m/m Arkhimedeen laki & tarina kultaisesta kruunusta Argonin atomipaino Vinkki II: Suorita kaasun keräys ilmapalloon ja tutki ilmapalloa suljettuna ympäristönä. Tee suunnitelma kuinka määrittäisit ilmapallon sisältämän argonin: Paineen (p): Tilavuuden (V): Lämpötilan (T): Massan (m): Argonin atomipaino (M):

TARINA 2 Lue etukäteen argonin löytöhistoriasta Jenni Västinsalon kandidaattitutkielmasta sivut 4-8. Saa lukea myös kokonaan! Elät vuotta 1895 ja Sir William Ramsay väittää löytäneensä Argonin. Tunnet Ramsayn oikein hyvin. Haluat varmistaa, että hän puhuu totta. Eristetty kaasu voisi olla typpeä, jonka Daniel Rutherford löysi 1772. Ramsay kehuskelee punninneensa atomipainoksi 39,88 g/mol. Yrität udella menetelmän miten hän mittasi atomipainon, mutta sitä hän ei suostu sinulle kertomaan. Joudut siis itse keksimään menetelmän atomipainon mittaamiselle. Käytössäsi on omat tutkimusvälineesi: lämpömittari, painemittari, ilmapallo, mitta-astioita, vettä, sanko, mittanauha, kirjakokoelmasi (=internet), vaaka, sekä tietenkin tutkittava kaasu. Olet jo tehnyt testejä ja huomannut, että kyseessä on puhdas kaasu, joka ei reagoi herkästi, eli se viittaisi jalokaasuihin. Haluat selvittää onko kyseessä juuri argon vai jokin muu kevyempi tai raskaampi kaasu. Vinkki I: Näit seuraavana yönä näit merkillisen unen, jossa ideaalikaasujen tilanyhtälö, ainemäärän yhtälö, Arkhimedeen laki sekä kultainen kruunu leijailivat mystisesti laboratorion katossa. Ajattelit, että näiden täytyy jotenkin liittyä tutkimukseesi. Vinkki II (jos tarvetta): Kaasujen tilanyhtälö pv = nrt Ainemäärä n = m/m Arkhimedeen laki Argonin atomipaino

Vinkki III (jos tarvetta): Suorita kaasun keräys ilmapalloon ja tutki ilmapalloa suljettuna ympäristönä. Tee suunnitelma kuinka määrittäisit ilmapallon sisältämän argonin: Paineen (p): Tilavuuden (V): Lämpötilan (T): Massan (m): Argonin atomipaino (M): Vinkit opettajille: Oppilaiden tarkoitus on määrittää argonin atomipaino (M). Kaasujen tilanyhtälö pv =nrt on ratkaisun avain. Tilanyhtälöä pitää muokata siten, että ainemäärän kaavasta n=m/m saadaan atomipaino esille, eli pv = (mrt)/m ja siitä eteenpäin oppilaat ratkaisevat kaasun atomipainon: M = (mrt)/(pv). Oppilaiden tulee selvittää kaikki puuttuvat suureet. Huom! Yksiköt oikein. Paine (p): Argon kaasua lasketaan ilmapalloon kaksireikäisen tulpan avulla. Toisessa reiässä on kaasupistooli ja toisessa paineanturi. Paineanturin lukema otetaan ylös juuri ennen pallon solmimista. Tilavuus (V): Tilavuus voidaan laskea geometrisesti mittanauhalla tai käyttämällä Arkhimedeksen kylpytarinaa, eli pallo syrjäyttää tilavuutensa verran vettä sangosta. Lämpötila (T): Luetaan lämpömittarilla pallon pinnalta Ideaalikaasuvakio (R): 8,314 J/(K mol)

Massa (m): Ilmapallossa olevan argonin massa punnitaan vaa alla. Sitä varten täytyy ensin punnita tyhjän ilmapallon massa. Pallon täytön jälkeen punnitaan kaasun + ilmapallon massa. Lisäksi tärkeä on lisätä laskea palloon kohdistuvat noste! Tämä saadaan laskettua tilavuuden ratkettua. Noste =ilmapallon tilavuus x ilman tiheys.