Aufgabe 429 (Thermodynamik, Zustandsgleichung der Gase)
Eine Druckflasche mit dem Innenvolumen 50 Liter enthält Wasserstoff unter dem Druck 1,0 MPa bei der Temperatur 20 °C. Mit Hilfe dieser Druckflasche wird ein Wetterballon bei einem Außenluftdruck 980 hPa gefüllt, bis Druckausgleich erfolgt ist. Das Füllen des Ballons geschehe isotherm; durch die Ballonhülle entsteht kein zusätzlicher Druck auf das Gas. Wasserstoff wird vereinfacht als ideales Gas betrachtet.
a) Berechnen Sie die Masse und die Dichte des ursprünglich in der Druckflasche eingeschlossenen Wasserstoffs.
b) Ermitteln Sie das Volumen des gefüllten Ballons und die Dichte des in ihm enthaltenen Wasserstoffs.

Lösung

geg.:		ges.:
Lösung:	a) Berechnung der Masse :		Einheiten:
	Berechnung der Dichte: b) Da der Vorgang isotherm abläuft, gilt allgemein p*V = konst. Berechnung der neuen Dichte:
Antwort:	Der in der Gasflasche eingeschlossene Wasserstoff hat eine Masse von 40 g und eine Dichte von 0,8 kg/m³. Der gefüllte Ballon hat ein Volumen von 460,2 l und der Wasserstoff nun eine Dichte von 0,078 kg/m³.