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Fragen im Themenbereich "Physik → Mechanik → Druck"

    Osmotischer Druck
    Moritz99
    21.01.20, 17:25:58
    Keine Aufgabe, die im Probe HAM-Nat vorkam, beschäftigt mich aber trotzdem während der Vorbereitung :)

    Frage zu osmotischem Druck einer Glukoselösung gelöscht - bitte keine vermutlich urheberrechtlich geschützen Inhalte ohne Zustimmung des Urhebers einstellen, sondern das bestehende Problem in eigenen Worten schildern.
    Universelle Gaskonstante: 8,3 J/K*mol
    Temperatur 20 °

    Aus dem Sachverhalt folgt, dass die Konzentration 0,01 mol/L beträgt.
    Aus der Einheitenrechnung folgt dann, dass ich diese Konzentration in mol/m^3 umrechnen muss, richtig?

    Also sähe die Rechnung so aus:
    10 mol/m^3 * 8,3 J/mol*K * 293K = 24319 Pa = 0,24319 bar
    Stimmt das so? In meinem Lehrbuch wird nämlich aus mir unerklärlichen Gründen mit mol/L gerechnet und bin mir daher unsicher, ob der Fehler bei mir oder beim Autor liegt :-)

    Beste Grüße
    Moritz

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    ALi
    10.02.20, 20:00:54
    0Hallo MoritzJ99,

    wann man die Liter in Kubikmeter umrechnet oder umgekehrt, ist egal. Man kann den osmotischen Druck von Glukose daher auch berechnen als

    cRT = 0,01 mol:L · 8,3 J:(K·mol) · 293 K = 24,319 J:L = 24,319 Nm:L = 24,319 Nm:(0,001 m³) = 24319 N:m² = 24,319 kPa.

    Es kommt also das Gleiche raus.

    Viele Grüße

    ALi


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    Spritze Druck
    Nima
    3.08.18, 18:23:53
    Die Aufgabe: Ein Arzt drückt mit einer Kraft von 300 N auf den Griff einer zylinderförmigen Injektionsspritze mit verschlossener Nadelspitze (Innendurchmesser der Spritze=2cm, Innendurchmesser der Injektionsnadel=2mm). Welchen Druck hat die Flüssigkeit in der Nadelspitze in etwa?

    Antwortmöglichkeiten:
    A. 9,5 kPa
    B. 95 kPa
    C. 950 kPa
    D. 9,5 MPa
    E. 95 MPa

    Richtige Antwort= 950 kPA


    Mein Ansatz: F1/A1 = F2/A2 > F2= F1*A2/A1 F2=300N*2*(pi)*(10^-3)^2 m^2 / 2*(pi)*(10^-2)^2 m^2
    2*(pi) kürzen > F2=300N*10^-6 / 10^-4 > F2=300*10^-2N > F2=3N

    Jetzt einsetzen > Druck= F/A > D=3N/2*(pi)*(10^-3)^2 m^2 > D=3N/2*(pi)*10^-6 > D=3*10^6 N/2*(pi) m^2
    Für pi = 3,14 > D= 3*10^6N/6,28 > D=0,477707*10^6 N/m^2 D=0,478 MPa oder D=478 kPa

    Würde mich freuen wenn mir jemand erklären kann wo ich was falsch gerechnet habe!

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    ALi
    3.08.18, 22:30:38
    1Hallo Nima,

    ich habe leider nur wenig Zeit, daher schaffe ich es nicht, mich durch die gepostete Rechnung zu denken - sorry. Hier ist mein Lösungsansatz:

    Der Druck verteilt sich in der Spritze und ist daher überall gleich groß. Der Druck ist gleich Kraft pro Fläche (p = F : A). Die Fläche, auf die der Druck ausgeübt wird, ist der Querschnitt der zylindrischen Spritze, also ein Kreis mit dem Durchmesser der Spritze. Die Kreisfläche ergibt sich als A = π·r², der Radius r ist die Hälfte des Durchmessers, also 1·10⁻² m; die Fläche ist daher etwas größer als 3·10⁻⁴ m² (wegen π = 3,141…).
    Für den Druck ergibt sich p ≈ 300 N :  3·10⁻⁴ m² = 100 · 104 N:m² = 1000 kPa
    Da durch die Fläche, die eigentlich etwas größer ist, geteilt wird, ist das Ergebnis eigentlich etwas kleiner.

    Ist keine Hilfe zur Selbsthilfe, aber vielleicht hilft es trotzdem!

    Viele Grüße

    ALi

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     Vielen Dank für die schnelle Antwort.
    Mein Fehler war das ich mit A=2*(pi)*r^2 gerechnet hab statt mit A=(pi)*r^2 haha

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    Nima
    5.08.18, 16:11:09
    Nima
    5.08.18, 16:25:15
    0Also nochmal richtig:

    r1= 1cm = 10^-2 m
    r2= 1mm = 10^-3 m

    F1/A1=F2/A2
    F2=F1*A2/A1

    F2=300N*pi*(10^-3)^2 m^2 / pi*(10^-2)^2 m^2
    F2=300*10^-6N / 10^-4
    F2=300*10^-2N
    F2=3N

    Einsetzen

    D=3N / pi*(10^-3)^2
    D=3N/pi*10^-6
    D=0,95492966...*10^-6N
    D=0,95 MPa = 950 kPa

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